Ученые фармацевтического колледжа Университета штата Орегон продемонстрировали на животных моделях возможность использования липидных наночастиц и мессенджерной РНК - технологии, лежащей в основе вакцин COVID-19, - для лечения слепоты, связанной с редким генетическим заболеванием.

Исследователи разработали наночастицы, способные проникать в нейронную сетчатку и доставлять мРНК в фоторецепторные клетки, правильное функционирование которых делает возможным зрение.

Исследование под руководством доцента фармацевтических наук OSU Гаурава Сахая, докторанта штата Орегон Марко Эррера-Баррера и доцента офтальмологии Университета здоровья и науки Орегона Рене Райалса было опубликовано сегодня в журнале Science Advances.

Ученые преодолели то, что было главным ограничением при использовании липидных наночастиц, или ЛНП, для переноса генетического материала с целью терапии зрения - достижение ими задней стенки глаза, где находится сетчатка.

Липиды - это жирные кислоты и подобные органические соединения, включая многие натуральные масла и воски. Наночастицы - это крошечные кусочки материала размером от одной до 100-миллиардных долей метра. Мессенджерная РНК передает клеткам инструкции по производству определенного белка.

В вакцинах против коронавируса мРНК, переносимая ЛНП, дает клеткам инструкции по производству безвредной части белка шипа вируса, что вызывает иммунный ответ организма. В качестве терапии нарушений зрения, вызванных наследственной дегенерацией сетчатки, или ИРС, мРНК будет инструктировать клетки фоторецепторов, нарушенные из-за генетической мутации, производить белки, необходимые для зрения.

IRD включает в себя группу заболеваний различной степени тяжести и распространенности, которыми страдает один из каждых нескольких тысяч человек во всем мире.

В ходе исследований с участием мышей и нечеловеческих приматов ученые показали, что LNP, снабженные пептидами, способны проходить через барьеры в глазу и достигать нейронной сетчатки, где свет превращается в электрические сигналы, которые мозг преобразует в изображения.

"Мы выявили новый набор пептидов, которые могут достигать задней стенки глаза", - сказал Сахай. "Мы использовали эти пептиды в качестве почтовых индексов для доставки наночастиц с генетическими материалами по назначению внутри глаза".

"Открытые нами пептиды могут быть использованы в качестве таргетных лигандов, непосредственно конъюгированных с глушащими РНК, малыми молекулами для терапии или в качестве зондов для визуализации", - добавила Эррера-Баррера.

Сахай и Райалс получили грант в размере 3,2 миллиона долларов от Национального института глаза на продолжение изучения перспектив липидных наночастиц в лечении наследственной слепоты. Они возглавят исследования по использованию ЛНП для доставки инструмента редактирования генов, который может удалить плохие гены в фоторецепторных клетках и заменить их правильно функционирующими генами.

Исследование направлено на разработку решений для устранения ограничений, связанных с текущим основным средством доставки редактирования генов: тип вируса, известный как адено-ассоциированный вирус, или AAV.

"AAV имеет ограниченную упаковочную способность по сравнению с LNPs и может вызвать реакцию иммунной системы", - сказал Сахай. "Он также не очень хорошо справляется с продолжением экспрессии ферментов, которые инструмент редактирования использует в качестве молекулярных ножниц, чтобы делать разрезы в редактируемой ДНК. Мы надеемся использовать то, что мы узнали о LNPs, для разработки улучшенной системы доставки редактора генов".