Новая платформа может упростить и удешевить доставку генетических лекарств
Успех вакцин от COVID-19 — яркий пример огромного потенциала генетических лекарств для профилактики вирусных инфекций. Одна из причин их успеха — использование липидных наночастиц (LNP) для доставки хрупкой матричной РНК (mRNA) в клетки для выработки и усиления иммунитета. LNP — крошечные жировые частицы — становятся всё популярнее как средство доставки различных генетических препаратов в клетки, но их применение осложнено необходимостью индивидуальной настройки для каждого терапевтического груза.
Команда под руководством материаловеда из Университета Джонса Хопкинса Хай-Цюаня Мао создала платформу, которая может ускорить процесс разработки LNP и сделать его более доступным. Новый подход также можно адаптировать для других генных терапий.
«Если вкратце, мы создали метод, который скринирует компоненты липидных наночастиц и их пропорции, чтобы быстро определить и создать оптимальный дизайн для использования с различными терапевтическими генами», — сказал Мао.
Исследование команды было недавно опубликовано в Nature Communications.
Ключевая характеристика эффективных методов лечения — как долго генетическое лекарство действует после попадания в целевую клетку. К сожалению, эффективность mRNA начинает снижаться в течение 24 часов после доставки с помощью LNP. Перспективная альтернатива — плазмидная ДНК (pDNA), более прочная двухцепочечная кольцевая ДНК, которая может сохраняться до семи дней и, таким образом, имеет потенциал улучшить результаты лечения метаболических заболеваний и инфекций, поражающих печень, где продолжительность терапии критически важна.
Ведущий автор Инин Чжу и команда учёных определили лучший дизайн LNP для доставки pDNA в клетки печени. Их платформа шаг за шагом скринирует LNP, учитывая физиологические барьеры, с которыми сталкивается частица на пути к цели. Платформа помогла команде выявить наиболее эффективные LNP из библиотеки, содержащей более 1000 комбинаций.
«Эта платформа универсальна: она не ограничивается только доставкой pDNA, но может быть легко расширена для разработки LNP для широкого спектра терапевтических генетических грузов, а также альтернативных путей введения, таких как пероральный, внутримышечный или ингаляционный», — сказал Чжу.
В сотрудничестве с группой Шона Мерфи из Вашингтонского университета исследователи уже используют LNP, выявленные с помощью платформы, для разработки вакцины против малярии, нацеленной на паразита на стадии его жизненного цикла в печени. Эта скрининговая платформа обладает большим потенциалом для ускорения других инноваций в области LNP-продуктов, чтобы расширить границы генной медицины, разработки вакцин и других новых методов лечения.