12 марта 2021 года

Исследовательская группа заместителя главного научного сотрудника доктора Сатоши Учида (доцент Медицинского университета префектуры Киото) в инновационном центре наномедицины (генеральный директор: профессор Кадзунори Катаока, местонахождение: Кавасаки, Япония, аббревиатура: iCONM) сообщили, что оптимизированные нано-мицеллы могут вызывать эффективное редактирование генома в мозге мыши.

Технология CRISPR / Cas9, удостоенная Нобелевской премии по химии 2020 года, открывает большие перспективы для лечения различных заболеваний, таких как врожденные нарушения и вирусные инфекции, путем корректировки геномных последовательностей, специфичных для данного заболевания.

Эта технология привлекала все большее внимание в последнее десятилетие, поскольку она позволяет легко нацеливать геномные последовательности с высокой точностью и низким уровнем нежелательного редактирования генов вне мишени. Однако безопасная и эффективная доставка фермента, расщепляющего ДНК Cas9 и направляющей РНК (гРНК), которая представляет собой короткий фрагмент РНК, который направляет Cas9 к его геномным мишеням, остается препятствием.

Мы изготовили нано-мицеллы для доставки Cas9-кодирующей информационной РНК (мРНК) и гРНК, которая конденсирует эти РНК в ядре мицеллы и образует защитную оболочку из полиэтиленгликоля. Эффективность редактирования генома оценивалась на трансгенных мышах, которые экспрессируют красный флуоресцентный белок после успешного редактирования генома в мозге мыши.

мРНК Cas9 (4500 оснований) и гРНК (100 оснований) в значительной степени различаются по размеру, и когда каждая из них была загружена отдельно в нано-мицеллу, gRNA быстро высвобождалась и разрушалась. Интересно, что когда и мРНК Cas9, и гРНК были загружены в одну и ту же нано-мицеллу, стабильность гРНК повышалась, и эта совместно загруженная нано-мицелла позволяла более эффективно редактировать геном в различных клетках мозга, таких как нейроны, астроциты и микроглия (см. Рисунок ниже).

Насколько нам известно, это первый отчет, подтверждающий полезность внедрения CRISPR / Cas9 на основе РНК в паренхиму мозга. Кроме того, было обнаружено, что присутствие полиэтиленгликоля на поверхности нано-мицелл играет ключевую роль в диффузии в ткани мозга после инъекции, что позволяет стимулировать более высокое редактирование генома.

Эта нано-мицелла представляет собой эффективный и безопасный инструмент, который можно использовать для лечения генетических заболеваний мозга, таких как болезнь Хантингтона, и других нейродегенеративных заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера. Саед Аббаси и др. Опубликовали эти результаты в "Журнале контролируемого высвобождения"