Ученые разрабатывают новую систему доставки лекарств для лечения генетических заболеваний

Новая система доставки лекарств, по мнению исследователей, обеспечит более безопасную доставку агентов для редактирования генов in vivo, чем используемые в медицине методы с сопоставимой или более низкой эффективностью.

В статье, опубликованной в журнале Cell, исследователи подробно описывают, как они разработали вирусоподобные частицы для доставки основных редакторов: белков, которые вносят программируемые однобуквенные изменения в ДНК, и нуклеазы CRISPR-Cas9 — белка, который «разрезает» ДНК на целевых участках.

Авторы определили факторы, влияющие на эффективность доставки вирусоподобных частиц, и продемонстрировали, что сконструированные частицы могут преодолевать множественные структурные ограничения на пути к цели.

Безопасная и эффективная доставка агентов в клеточные структуры для их редактирования является серьезной проблемой современной медицины. Ученые полагают, что в случае успешных исследований на животных в будущем технологию можно будет применить к людям.

«Доставка терапевтических макромолекул в клетки млекопитающих у животных и, в конечном итоге, у пациентов является одной из самых важных задач науки. Между доставкой in vitro и in vivo часто наблюдается очень резкий разрыв, поэтому мы заранее приняли решение, что наша новая технология доставки должна показать хорошую эффективность на животных моделях», — рассказывает Дэвид Лю, старший автор статьи, профессор естественных наук, ведущий преподаватель Института Броуда.

Вирусоподобные частицы (наборы вирусных белков), которые могут инфицировать клетки, но не содержат вирусного генетического материала, уже давно изучаются в качестве средств доставки лекарств. Они могут использовать преимущества вирусной доставки без недостатков использования настоящих вирусов, которые могут вставлять свой генетический материал в геном клетки и потенциально вызывать рак и другие изменения. Однако существующие стратегии доставки таких частиц имеют ограниченную терапевтическую эффективность.

Команда Гарварда и Института Броуда разработала eVLP четвертого поколения: они позволяют упаковать и доставить в 16 раз больше белков, чем предыдущие конструкции, и существенно повысить эффективность редактирования.

Команда протестировала свою оптимизированную систему для доставки основных редакторов в печень мышей, где они эффективно отредактировали ген, который может снизить уровень «плохого» холестерина. Одна инъекция eVLP приводила к редактированию гена-мишени в среднем на 63% и снижению уровня белка на 78%, что существенно снижало риск ишемической болезни сердца.

«Цель холестерина особенно интересна, потому что она актуальна не только для пациентов с редким генетическим заболеванием, — сказал Рагурам. — Мы надеемся, что это один из примеров того, как редактирование генома может принести пользу населению, поскольку уровень холестерина влияет на здоровье миллиардов людей».

В будущем Банскота надеется, что eVLP будут легко использоваться учеными из-за относительной простоты и универсальности системы.