Разработана модель редактирования генов in vivo на основе РНК для заболеваний крови
Серповидноклеточная анемия изнурительна. Из-за неправильного генетического кода эритроциты превращаются из круглых и пухлых в зазубренные уродства, которые царапают и прокалывают кровеносные сосуды. Со временем симптомы накапливаются, в конечном итоге повреждая основные органы, такие как печень, сердце и почки.
Болезнь была неизлечима, пока не появилось редактирование генов.
Загрузив инструменты для редактирования генов в наноразмерные капли жира, команда из Пенсильванского университета создала единственный укол, который напрямую перепрограммирует дефектные клетки крови внутри костного мозга у мышей.
Используя аналогичную стратегию, они также разработали умный способ уничтожения существующих больных клеток без какой-либо необходимости в токсической химиотерапии.
«Что меня действительно поразило, так это, черт возьми, насколько это эффективно», - сказала доктор Паула Кэннон из Университета Южной Калифорнии, не участвовавшая в исследовании.
В основе технологии лежат крошечные жировые шарики, называемые липидными наночастицами. Они инкапсулируют информационную РНК (мРНК), которая инструктирует клетки производить белки.
Цель состоит в том, чтобы жировые капли попали прямо в костный мозг, но они естественным образом накапливаются в печени. В качестве обходного пути команда добавила дополнительный белок, называемый анти-CD117, на поверхность наночастицы в качестве самонаводящегося устройства для стволовых клеток крови.
В качестве первого доказательства концепции команда загрузила липидные шарики мРНК, кодирующей белок, который ярко светится в темноте. Затем они поместили стволовые клетки крови и цельный костный мозг мышей в чашку Петри с наношариками. Как и ожидалось, по сравнению с липидными наночастицами без внешнего белкового декора шарики устремлялись к своим мишеням и высвобождали содержимое своей мРНК, заставляя клетки светиться в темноте.
Но настоящее испытание было в живых хозяевах. Команда вводила наночастицы мышам, которые были генетически отредактированы, чтобы «сообщить» о результатах определенного типа редактирования генов - в основном, если бы это сработало, клетки светились бы ярко-красным. Хотя некоторые капли попали в печень, многие поселились в костном мозге и высвободили свой груз. В целом, более 50 процентов стволовых клеток крови стали красными.
Это может показаться не впечатляющим, но, по словам команды, уровня редактирования достаточно для лечения многих видов заболеваний крови.
Клетки естественным образом умирают. Процесс, называемый апоптозом (греческое слово, означающее мягкое «опадание листьев»), удаляет поврежденные клетки, чтобы сохранить здоровье организма. Апоптоз - это строго регулируемый процесс с участием множества белковых триггеров и ингибиторов.
Здесь ученые нашли спусковой механизм для апоптоза и упаковали его генетический код в виде мРНК внутри наночастиц - по сути, кнопку «самоуничтожения». Через шесть дней после инъекции мышам лечение уничтожило часть их стволовых клеток крови. Хотя это и не полный уровень, он находится на одном уровне с уровнями кондиционирования, необходимыми для коррекции некоторых заболеваний крови.
Генно-инженерные клетки, «заменяющие лишь часть» стволовых клеток крови в костном мозге, «могут принести существенную пользу при многих заболеваниях». Самуэле Фаррари и Луиджи Нальдини из Istituto di Ricovero e Cura a Carattere Scientifico в Италии, которые не участвовали в исследовании. По их словам, генная терапия может «изменить правила игры» при заболеваниях крови.
https://singularityhub.com/2023/08/01/a-new-gene-therapy-aims-to-cure-blood-disorders-with-just-one-shot/
