logo

Пользовательского поиска

Thursday 24th of May 2018

В MIT разработана безвирусная система доставки миРНК

Печать E-mail
Рейтинг пользователей: / 0
ХудшийЛучший 
Актуальные темы - Нанотехнологии в медицине и биологии
Автор: Administrator   
13.02.2014 18:39

 

Инженеры из Массачусетского технологического института разработали наночастицы, способные доставлять короткие цепочки РНК (зеленые) в клетки (синим окрашены ядра).

Инженеры из Массачусетского технологического института разработали наночастицы, способные доставлять короткие цепочки РНК (зеленые) в клетки (синим окрашены ядра). (Фото: Gaurav Sahay, Yizhou Dong, and Omid Veiseh)


Взяв за образец мельчайшие частицы, переносящие по организму холестерин, инженеры-химики из Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) разработали наночастицы, способные доставлять в клетки фрагменты генетического материала, блокирующие экспрессию вызывающих заболевания генов.


Этот подход, известный как РНК-интерференция (RNA interference, RNAi), открывает большие перспективы в лечении рака и других заболеваний. Однако доставка РНК для лечения пораженного органа с нанесением минимального вреда здоровым тканям – очень трудная задача.

В экспериментах на мышах исследователи доказали, что новые наночастицы, упаковывающие короткие нити РНК в сферу из жировых и белковых молекул, подавляют экспрессию генов-мишеней в клетках печени более эффективно, чем любая из ранее разработанных систем доставки.

«Чему мы очень рады, это тому, что для нокдауна генов во всей печени хватило очень небольшого количества РНК. Этот эффект специфичен для печени – мы не получаем никакого эффекта в других тканях, где его и не нужно», - говорит Дэниел Андерсон (Daniel Anderson), адъюнкт-профессор химического машиностроения, научный сотрудник Института интегративных исследований рака Коха MIT (Koch Institute for Integrative Cancer Research).

Доктор Андерсон – старший автор статьи о новых наночастицах, опубликованной в Proceedings of the National Academy of Sciences. Одним из авторов статьи является также институтский профессор MIT Роберт Лангер (Robert Langer).

Кроме того, в экспериментах на нечеловекообразных обезьянах исследовательская группа, в которую входили ученые из Alnylam Pharmaceuticals, установили, что наночастицы эффективно блокируют гены.

Дэниел Андерсон (Daniel Anderson), PhD.

 

Дэниел Андерсон (Daniel Anderson), PhD. (Фото: web.mit.edu)

 

 

РНК-интерференция – естественное явление, которое ученые пытаются использовать с момента его открытия в 1998 году. Фрагменты РНК, известные как малые интерферирующие РНК (миРНК, short interfering RNA, siRNA), подавляют экспрессию определенных генов в живых клетках, разрушая молекулы матричной РНК, несущие записанные в ДНК инструкции к месту синтеза белков – в рибосомы.

Ученые надеются, что этот подход позволит разработать новые методы лечения заболеваний, вызываемых одиночными мутациями, таких как болезнь Хантингтона, или рака за счет подавления мутировавших генов. Однако разработка RNAi-методов оказалась сложной задачей – трудно доставить большие количества миРНК в нужное место, не оказав при этом побочного действия на другие ткани или органы.

В предыдущих исследованиях Андерсон и Лангер показали, что многие гены можно заблокировать небольшими дозами миРНК, упаковав РНК в жироподобные молекулы, называемые липидоидами. Целью их последней работы было улучшить эти частицы, сделав их более эффективными, более избирательными и безопасными.

При разработке своих новых наночастиц ученые взяли за образец природные частицы, в частности, липопротеины, транспортирующие в организме холестерин и молекулы других жиров.

Как и липопротеиновые наночастицы, новые липопептидные частицы представляют собой сферы с внешней мембраной, состоящей из длинных цепей с липидным хвостом, обращенным внутрь частицы. Головка цепи, обращенная наружу, это аминокислота (строительный блок белков). Цепочки миРНК находятся внутри сферы в окружении еще нескольких молекул липопептидов. Встроенные в мембрану молекулы холестерина и наружное покрытие из полимера полиэтиленгликоля (ПЭГ) помогают стабилизировать всю структуру.

Химические свойства этих частиц можно настраивать, изменяя включенные в них аминокислоты. В многоклеточных организмах найдена 21 аминокислота, и исследователи создали около 60 липопептидных частиц, содержащих различные аминокислоты, связанные с одной из трех химических групп – акрилатом, альдегидом или эпоксидом. Эти группы также сносят вклад в химические свойства и поведение частиц.

Профессор Роберт Лангер (Robert Langer)

 

Профессор Роберт Лангер (Robert Langer), PhD. (Фото: bostinno.streetwise.co)

 

 

Исследователи проверили способность своих частиц подавлять ген, кодирующий белок, необходимый для свертывания крови – так называемый фактор VII. Этот белок вырабатывается клетками печени – гепатоцитами. Измерение уровня фактора VII в крови показывает, насколько эффективно миРНК подавляет данный ген.

В ходе предварительного скрининга наиболее эффективными показали себя частицы, содержащие аминокислоту лизин, связанную с эпоксидом. Поэтому для дальнейшего тестирования исследователи создали аналогичные данной дополнительные 43 наночастицы. Лучшее из этих соединений – cКК-E12 – подавляет гены в пять раз эффективнее, чем любое из ранее разработанных средств доставки миРНК.

В отдельном эксперименте исследователи использовали миРНК для подавления опухолевого гена-супрессора, экспрессирующегося во всех тканях организма. Они установили, что миРНК была доставлена только в печень, что должно свести к минимуму риск побочных эффектов.

«Это важно, потому что мы не хотим, чтобы это вещество подавляло все мишени в организме человека», - говорит первый автор статьи Ичжоу Донг (Yizhou Dong). «При лечении пациентов с заболеваниями печени нужно, чтобы замолчали мишени только в печени, а не в других типах клеток».

В тестах на нечеловекообразных обезьянах исследователи установили, что частицы эффективно подавляют ген TTR (transthyretin, транстиретин), вовлеченный в развитие таких заболеваний, как старческий системный амилоидоз, семейная амилоидная полинейропатия и семейная амилоидная кардиомиопатия.

Чтобы сделать наночастицы еще более эффективными, ученые продолжают изучение их свойств и судьбы после введения в организм. Кроме того, они работают над наночастицами, мишенью которых является не печень, а другие органы, что еще более сложно, так как печень – естественный фильтр организма, удаляющий из крови чужеродные вещества.

 

 

По материалам

Better RNA interference, inspired by nature

 

Оригинальная статья:

Y. Dong, K. T. Love, J. R. Dorkin, S. Sirirungruang, Y. Zhang, D. Chen, R. L. Bogorad, H. Yin, Y. Chen, A. J. Vegas, C. A. Alabi, G. Sahay, K. T. Olejnik, W. Wang, A. Schroeder, A. K. R. Lytton-Jean, D. J. Siegwart, A. Akinc, C. Barnes, S. A. Barros, M. Carioto, K. Fitzgerald, J. Hettinger, V. Kumar, T. I. Novobrantseva, J. Qin, W. Querbes, V. Koteliansky, R. Langer, D. G. Anderson. Lipopeptide nanoparticles for potent and selective siRNA delivery in rodents and nonhuman primates

 

© «В MIT разработана безвирусная система доставки миРНК». Полная или частичная перепечатка материала разрешается при обязательной незакрытой от индексации, незапрещенной для следования робота активной гиперссылке на страницу Нанотехнологии в медицине и биологии.

 

 

Related Articles:
 
OZON.ru

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday641
mod_vvisit_counterYesterday602
mod_vvisit_counterThis week3025
mod_vvisit_counterLast week4698
mod_vvisit_counterThis month15515
mod_vvisit_counterLast month17905
mod_vvisit_counterAll days3998897

We have: 75 guests, 3 bots online
Your IP: 54.224.151.24
 , 
Today: Май 24, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.