Örökletes vakság - A kutatók olyan nanorészecskéket fejlesztettek ki, amelyek képesek áthatolni az idegi retinán, és mRNS-t juttatni a fotoreceptor sejtekhez, amelyek megfelelő működése lehetővé teszi a látást.
Az Oregon State University College of Pharmacy tudósai állatmodelleken bizonyították, hogy lipid nanorészecskéket és hírvivő RNS-t, a COVID-19 vakcinák alapját képező technológiát alkalmazzák egy ritka genetikai állapothoz kapcsolódó vakság kezelésére.
A tanulmány ma (11. január 2023-én) jelent meg a folyóiratban Tudomány előlegek. Az OSU gyógyszerészeti tudományok docense, Gaurav Sahay, az Oregon állam doktori hallgatója, Marco Herrera-Barrera és az Oregoni Egészségügyi és Tudományos Egyetem szemészeti adjunktusa, Renee Ryals vezette.
A tudósok leküzdötték a lipid nanorészecskék vagy LNP-k használatának fő korlátját, hogy genetikai anyagot hordozzanak látásterápiás célokra – hogy elérjék a szem hátsó részét, ahol a retina található.
A lipidek zsírsavak és hasonló szerves vegyületek, köztük számos természetes olaj és viasz. A nanorészecskék apró anyagdarabok, amelyek mérete a méter egytől a 100 milliárdodig terjed. A Messenger RNS utasításokat ad a sejteknek egy adott fehérje előállításához.
A koronavírus vakcinákkal az LNP-k által hordozott mRNS arra utasítja a sejteket, hogy készítsenek egy ártalmatlan darabot a vírus tüskefehérjéből, ami immunválaszt vált ki a szervezetből. Az öröklött retina degenerációból vagy IRD-ből eredő látásromlás terápiájaként az mRNS arra utasítja a fotoreceptor sejteket – amelyek genetikai mutáció miatt hibásak – a látáshoz szükséges fehérjék előállítására.
Az IRD különböző súlyosságú és prevalenciájú rendellenességek csoportját öleli fel, amelyek világszerte néhány ezer emberből egyet érintenek.
A tudósok egereken és főemlősökön végzett kutatás során kimutatták, hogy a peptidekkel felszerelt LNP-k képesek átjutni a szemben lévő gátakon, és eljutni az idegi retináig – ahol a fény elektromos jelekké alakul, amelyeket az agy képpé alakít.
"Azonosítottunk egy új peptidkészletet, amely elérheti a szem hátsó részét" - mondta Sahay. "Ezeket a peptideket irányítószámként használtuk, hogy a genetikai anyagokat hordozó nanorészecskéket a kívánt címre szállítsuk a szemben."
"Az általunk felfedezett peptidek felhasználhatók célzó ligandumként, közvetlenül konjugálva az elnémító RNS-ekhez, kis molekulákként terápiás célokra vagy képalkotó próbákként" - tette hozzá Herrera-Barrera.
Sahay és Ryals 3.2 millió dolláros támogatást kapott a National Eye Institute-tól, hogy tovább tanulmányozzák a lipid nanorészecskék ígéretét az örökletes vakság kezelésében. Ők vezetik majd a kutatást az LNP-k felhasználásával egy olyan génszerkesztő eszköz létrehozására, amely törölheti a rossz géneket a fotoreceptor sejtekből, és megfelelően működő génekkel helyettesítheti őket.
A kutatás célja, hogy megoldásokat dolgozzon ki a génszerkesztés jelenlegi elsődleges szállítási módjaival kapcsolatos korlátokra: az adeno-asszociált vírusként vagy AAV-ként ismert vírustípusra.
"Az AAV-nak korlátozott a csomagolási kapacitása az LNP-ekhez képest, és immunrendszeri választ válthat ki" - mondta Sahay. „Az sem megy fantasztikusan jól, hogy továbbra is kifejezi azokat az enzimeket, amelyeket a szerkesztőeszköz molekulaollóként használ a szerkesztendő DNS vágásához. Reméljük, hogy az LNP-kről eddig tanultakat felhasználhatjuk egy továbbfejlesztett génszerkesztő továbbítási rendszer kifejlesztésére.
Hivatkozás: „A peptidvezérelt lipid nanorészecskék mRNS-t juttatnak a rágcsálók és főemlősök idegi retinájába” 11. január 2023., Tudomány előlegek.
DOI: 10.1126/sciadv.add4623
A peptidvezérelt LNP-vizsgálatot a National Institutes of Health finanszírozta. Az Oregon állam számára végzett kutatásban részt vett még a College of Pharmacy oktatója, Oleh Taratula és Conroy Sun, Milan Gautam és Mohit Gupta posztdoktori kutatók, Antony Jozic és Madeleine Landry doktoranduszok, Chris Acosta kutatási asszisztens és Nick Jacomino egyetemi hallgató, a Főiskola biomérnök hallgatója. 2020-ban végzett mérnöki diplomát.
