Новый комплекс предлагает потенциально более безопасную альтернативу для доставки генной терапии

Спонтанное упорядочивание фрагментов ДНК в специальной матрице — ключ к созданию нетоксичных векторов для доставки генной терапии, согласно исследованию, недавно опубликованному в European Physical Journal E.

Учёные из Исследовательского центра Поля Паскаля CNRS (Университет Бордо, Франция) и их коллеги из Института физики Университета Сан-Паулу создали сложную систему, предназначенную для удержания фрагментов ДНК в растворе между гидрофильными слоями матрицы из жирных веществ (липидов), объединённых с поверхностно-активным веществом (для снижения жёсткости слоёв). Одно из возможных, но ещё не проверенных применений — генная терапия.

Хотя изначально генная терапия доставлялась с помощью вирусных векторов, в последних попытках создания альтернативных векторов использовались положительно заряженные липиды для формирования сложных структур, удерживающих фрагменты ДНК электростатическими силами. Однако положительно заряженные ионы (катионы), используемые в таких векторах, оказались токсичными для человеческих клеток.

До сих пор считалось, что только положительно заряженные жирные вещества способны удерживать ДНК в комплексном векторе. Авторы этого исследования доказали обратное, создав электрически нейтральную матрицу, структурированную как многослойный пирог, которая удерживает фрагменты ДНК в высокой концентрации в растворе между слоями.

Авторы обнаружили, что фрагменты ДНК внутри комплекса самоорганизуются со временем. Они спонтанно выстраиваются параллельно друг другу и образуют прямоугольные и гексагональные структуры поперёк слоёв. Изменение взаимодействий на атомном уровне внутри слоёв и появление взаимодействий на границе раздела между слоями и молекулами ДНК может объяснять возникновение упорядоченных структур при высоких концентрациях ДНК.

Следующий шаг исследования — выяснение точных физических сил, удерживающих комплекс вместе. Применение этой технологии выходит за рамки дизайна векторов для генной терапии, так как тот же принцип может быть использован для доставки других частиц, например, химических препаратов.