Недавнее исследование показывает, что новое биомедицинское средство может успешно доставлять генетический материал для редактирования дефектных генов в развивающихся фетальных мозговых клетках. Технология, протестированная на мышах, может остановить прогрессирование генетически обусловленных нейроразвивающих расстройств, таких как синдром Ангельмана и синдром Ретта, до рождения.
Старший автор исследования Айджун Ван, профессор в UC Davis, подчеркивает потенциал этого инструмента для коррекции генетических аномалий на фундаментальном уровне в критические периоды развития мозга. Исследование, проведенное в сотрудничестве с лабораторией Ванга и лабораторией Мурти в UC Berkeley, опубликовано сегодня в ACS Nano.
Инновационная система доставки использует липидные наночастицы (LNP) для транспортировки мРНК в клетки, которая затем переводится в функциональные белки. Этот подход, который получил популярность благодаря применению в вакцинах против COVID-19, направлен на решение проблем доставки белков непосредственно в клетки.
В недавней публикации в Nature Nanotechnology исследователи описали новую формулировку LNP, разработанную для безопасной и эффективной доставки мРНК. LNP, несущие мРНК, должны достигнуть клеток, где они будут поглощены через процесс, известный как эндоцитоз. Внутри клетки LNP разрушается, позволяя мРНК быть высвобожденной.
Ван отмечает, что эффективность этого метода доставки имеет решающее значение, поскольку низкая усвояемость может потребовать более высоких доз, что может привести к токсичности. Исследование показало, что метод LNP более эффективен в переводе мРНК, что снижает потребность в потенциально токсичных дозах.
Исследователи применили эту технологию LNP для доставки мРНК Cas9, необходимой для редактирования генов, чтобы лечить генетические заболевания центральной нервной системы в утробе. Они протестировали свой инструмент на гене, ответственном за синдром Ангельмана.
Исследование показало, что инструмент LNP был очень эффективен в доставке мРНК, которая переводилась в Cas9. С помощью трассировщиков исследователи могли увидеть все нейроны, которые были отредактированы внутри мозга. Их исследование показало, что наночастицы были поглощены развивающимися стволовыми и прогениторными клетками мозга. Наночастицы привели к редактированию генов у 30% стволовых клеток мозга в модели мыши.
Ван ожидает увидеть еще более высокий процент трансфицированных клеток в модели больного животного.
Ван работает в сотрудничестве с Институтом MIND и Институтом регенеративной медицины UC Davis. Его команда работает с профессором Джил Сильверман из Института MIND UC Davis, чтобы использовать технологию LNP для исследований синдрома Ангельмана. Вместе они надеются протестировать LNP в моделях мышей различных неврологических заболеваний. На более позднем этапе они исследуют успех этого инструмента на крупных животных, прежде чем проводить клинические испытания на людях.
Исследование поддержано грантом Shriners Children's и грантами Национальных институтов здоровья (NIH). Оно также было профинансировано Калифорнийским институтом регенеративной медицины и другими организациями.