Спадкова сліпота - Дослідники розробили наночастинки, які здатні проникати в нейронну сітківку ока та доставляти мРНК до фоторецепторних клітин, правильне функціонування яких робить можливим зір.
Вчені з Фармацевтичного коледжу Університету штату Орегон продемонстрували на моделях тварин можливість використання ліпідних наночастинок і матричної РНК, технології, що лежить в основі вакцин проти COVID-19, для лікування сліпоти, пов’язаної з рідкісним генетичним захворюванням.
Дослідження було опубліковано сьогодні (11 січня 2023 р.) в журналі Наука розвивається. Його очолили доцент кафедри фармацевтичних наук OSU Гаурав Сахай, докторант штату Орегон Марко Еррера-Баррера та доцент кафедри офтальмології Орегонського університету здоров’я та науки Рене Раялс.
Вчені подолали те, що було головним обмеженням використання ліпідних наночастинок, або LNP, для перенесення генетичного матеріалу з метою зорової терапії – дозволити їм досягти задньої частини ока, де знаходиться сітківка.
Ліпіди - це жирні кислоти та подібні органічні сполуки, включаючи багато натуральних олій і воску. Наночастинки — це крихітні шматочки матеріалу розміром від однієї до 100-мільярдної частки метра. Месенджер РНК доставляє інструкції клітинам для створення певного білка.
У вакцинах від коронавірусу мРНК, що переноситься LNP, наказує клітинам виробляти нешкідливий шматок спайкового білка вірусу, який викликає імунну відповідь організму. Як терапія погіршення зору, спричиненого спадковою дегенерацією сітківки, або IRD, мРНК інструктує фоторецепторні клітини – несправні через генетичну мутацію – виробляти білки, необхідні для зору.
IRD охоплює групу розладів різного ступеня тяжкості та поширеності, які вражають одну з кількох тисяч людей у всьому світі.
У дослідженні за участю мишей і приматів вчені показали, що LNP, оснащені пептидами, здатні проходити через бар’єри в оці та досягати сітківки, де світло перетворюється на електричні сигнали, які мозок перетворює на зображення.
«Ми ідентифікували новий набір пептидів, які можуть досягати задньої частини ока», — сказав Сахай. «Ми використовували ці пептиди, щоб діяти як поштові індекси для доставки наночастинок, що несуть генетичні матеріали, за призначеною адресою в оці».
«Пептиди, які ми виявили, можна використовувати як ліганди націлювання, безпосередньо кон’юговані з РНК, що глушать, невеликі молекули для терапії або як зонди для візуалізації», — додала Еррера-Баррера.
Сахай і Райалс отримали грант у розмірі 3.2 мільйона доларів від Національного інституту очей для продовження вивчення перспектив використання ліпідних наночастинок у лікуванні спадкової сліпоти. Вони очолить дослідження використання LNP для створення інструменту редагування генів, який міг би видаляти погані гени в клітинах фоторецепторів і замінювати їх правильно функціонуючими генами.
Дослідження спрямоване на розробку рішень щодо обмежень, пов’язаних із поточним основним засобом доставки для редагування генів: типом вірусу, відомого як аденоасоційований вірус, або AAV.
«AAV має обмежену ємність упаковки порівняно з LNP, і він може викликати реакцію імунної системи», — сказав Сахай. «Це також не дуже добре продовжує експресію ферментів, які інструмент редагування використовує як молекулярні ножиці, щоб робити надрізи в ДНК, що редагується. Ми сподіваємося використати те, що ми наразі дізналися про LNP, для розробки покращеної системи доставки генного редактора».
Довідка: «Ліпідні наночастинки, керовані пептидами, доставляють мРНК до нейронної сітківки гризунів і нелюдських приматів» 11 січня 2023 р., Наука розвивається.
DOI: 10.1126/sciadv.add4623
Дослідження LNP під контролем пептидів фінансувалося Національним інститутом здоров’я. У дослідженні від штату Орегон також брали участь викладачі фармацевтичного коледжу Олег Таратула та Конрой Сан, докторанти Мілан Гаутам і Мохіт Гупта, докторанти Ентоні Йозік і Мадлен Лендрі, асистент Кріс Акоста та студент Нік Джакоміно, студент біоінженерії в коледжі. інженера, який закінчив у 2020 році.
