Наночастицы естественного происхождения перспективны против сердечно-сосудистых и почечных заболеваний
Биомедицинские инженеры из USC Viterbi School of Engineering использовали естественные наночастицы, выделяемые человеческими клетками, для создания нового мощного инструмента генной терапии против сердечно-сосудистых и почечных заболеваний.
Исследования проводятся в лаборатории Юн Джи Чунг (Eun Ji Chung). Лаборатория имеет обширный опыт в разработке синтетических самоорганизующихся наночастиц для целевой доставки лекарств. Сейчас фокус сместился на внеклеточные везикулы (EVs) — естественные мембранные структуры, выделяемые клетками. Эти несинтетические частицы были генетически модифицированы для усиления терапевтического эффекта.
Новое поколение терапии для сердца
Атеросклероз — распространенное воспалительное заболевание, вызывающее образование и разрыв бляшек в артериях, что может привести к инфарктам и инсультам. По данным NIH, около 50% американцев в возрасте 45–84 лет имеют атеросклероз и не знают об этом.
Традиционное лечение сосредоточено на снижении холестерина ЛПНП (LDL) с помощью статинов. Лаборатория Чунг разработала терапию на основе EVs, которые организм естественным образом использует для межклеточной коммуникации.
Терапия инженерных EVs увеличивает содержание естественной микроРНК 145 (microRNA 145), которая нацелена на гладкомышечные клетки сосудов, ответственные за образование бляшек.
"Наша гипотеза заключалась в том, что для хронических заболеваний, таких как атеросклероз, дозирование пациентов естественными наночастицами будет безопаснее в долгосрочной перспективе, особенно если терапия требуется на протяжении всей жизни", — отметила Чунг.
В сравнительном эксперинте между инженерными EVs и синтетическими наночастицами EVs оказались эффективнее в снижении образования бляшек и обладали большей биодоступностью.
Новый инструмент для лечения болезни почек
Хроническая болезнь почек (CKD) затрагивает почти 600 миллионов человек в мире. Новое исследование лаборатории сосредоточено на аутосомно-доминантной поликистозной болезни почек (ADPKD) — наследственной форме, вызванной мутациями в генах PKD1 или PKD2, что приводит к росту кист и почечной недостаточности.
Существующие препараты (например, Толваптан) имеют ограниченную эффективность, не устраняют генетическую причину и часто имеют побочные эффекты.
Подход лаборатории Чунг использует мочевые EVs, выделенные из здоровых клеток почек. Эти EVs содержат функциональные белки, которых не хватает у пациентов с ADPKD.
"У пациентов с генетическими заболеваниями почек есть мутированная версия гена, которая дает дисфункциональный белок. Но если взять EVs от здорового донора, они будут содержать нормальную версию белка", — пояснила Чунг.
В исследованиях на мышах лечение здоровыми мочевыми EVs значительно замедлило развитие кист без побочных эффектов даже после повторных доз.
Заключение
Исследования показывают, что внеклеточные везикулы (EVs) являются многообещающим, адаптируемым и естественным терапевтическим инструментом для лечения широкого спектра заболеваний.
"Я чувствую, что EVs — это действительно следующая волна нанотерапии, как генная, белковая и клеточная терапия. Около 50% нашей работы сейчас посвящено инженерии EVs, и все эти усилия приносят плоды", — заключила Юн Джи Чунг.
Исследование по сердечно-сосудистым заболеваниям опубликовано в Advanced Healthcare Materials, работа по болезням почек — в Biomaterials.