Терапия генной инженерии — методы, которые изменяют ДНК для лечения или профилактики заболеваний — имеют потенциал для преобразования области разработки лекарств. Путем точного редактирования генома проблемные гены могут быть изменены или устранены, представляя собой долгосрочную терапию для генетических расстройств, которые в настоящее время не поддаются лечению.


В настоящее время существует несколько методов генной терапии. В прошлом году FDA одобрило генную терапию для лечения серповидноклеточной анемии , знаменательное лечение, которое использует CRISPR для модификации стволовых клеток крови. Но, как и большинство экспериментальных методов генной терапии, эта терапия требует трансплантации стволовых клеток, дорогостоящей и длительной процедуры, которая включает в себя извлечение стволовых клеток у пациента, их модификацию для исправления дефектов, вызывающих заболевание, и повторное введение их пациенту.

Нахождение способа модификации стволовых клеток пациента in vivo — без необходимости их извлечения из организма — может произвести революцию в области редактирования генома.

Исследователи из Юго-западного университета Техаса работают над тем, чтобы вывести редактирование генов in vivo на передний план. Благодаря рациональной разработке липидных наночастиц эта совместная команда разработала способ эффективного нацеливания на определенные органы в организме для точной доставки терапевтического груза, включая молекулы редактирования генов.

Их исследование показало, что одноразовое лечение их наночастицами привело к длительному редактированию генов в легких мышей в течение почти двух лет. Кроме того, их метод показал многообещающую возможность исправления мутации, присутствующей в неизлечимой в настоящее время форме кистозного фиброза в нескольких моделях заболевания. Исследование было опубликовано в Science .

«Есть реальное желание представить себе одноразовую инъекцию лекарства, которое могло бы исправить мутации, вызывающие и движущие болезни», — сказал старший автор исследования Дэниел Сигварт, доктор философии, профессор Юго-западного медицинского центра Техасского университета. «Наша доклиническая платформа иллюстрирует потенциальный метод достижения долгосрочного редактирования генов в легких, представляя собой новый подход к лечению различных генетических респираторных заболеваний».

Липидные наночастицы, популярный метод доставки лекарств благодаря успеху вакцин мРНК COVID-19, обычно состоят из четырех различных липидов (жиров), которые обволакивают их терапевтический груз. Хотя эти традиционные липидные наночастицы эффективны в транспортировке и защите своего груза, при введении пациенту они накапливаются в одном конкретном органе: печени.

Чтобы обеспечить доставку в ткани, отличные от печени, Сигварт и коллеги ранее разработали новый класс частиц, названных наночастицами селективного нацеливания на органы (SORT). В дополнение к четырем обычным липидам, обнаруженным в традиционных липидных наночастицах, наночастицы SORT содержат пятый липид, который направляет частицы в определенный орган.

Этот пятый липид влияет на физико-химические свойства наночастицы и притягивает к ее поверхности различные белки плазмы — два фактора, которые влияют на поглощение различными типами тканей организма.

Доставка липидных наночастиц в нужный орган — важный первый шаг. Но для эффективного редактирования генов также важно нацелиться на правильный тип клеток, а именно на стволовые клетки и клетки-предшественники, или клетки, которые могут стать разными типами клеток.

Чтобы понять, могут ли их наночастицы SORT обеспечить долговременное редактирование генома в легких, Сигварт и его коллеги использовали генетически модифицированную мышь, способную вырабатывать красный флуоресцентный белок, но только если ее геном отредактирован определенным образом.

«Это прекрасная модель, поскольку она позволяет нам количественно определить, какие именно типы клеток были отредактированы наночастицами, и мы можем легко визуализировать, где эти наночастицы эффективны», — сказал он.