Новая платформа доставки для технологии редактирования генов

Новая система доставки компонентов технологии редактирования генов в клетки может помочь безопасно и эффективно корректировать вызывающие болезни мутации у пациентов. Система, разработанная учёными из KAUST, впервые использует губчатые ансамбли из ионов металлов и органических молекул для покрытия молекулярных компонентов технологии точного редактирования ДНК CRISPR/Cas9, обеспечивая эффективное высвобождение инструментов редактирования генома внутри клетки.

"Этот метод предлагает простой и экономически целесообразный путь для решения проблем доставки, сопровождающих РНК-терапевтические подходы", — говорит Нивин Хашаб, доцент химических наук KAUST, руководившая исследованием.

CRISPR/Cas9 имеет двойную проблему доставки: для работы технологии, как молекулярного швейцарского ножа, и крупный белок (фермент Cas9) и высокозаряженный РНК-компонент (гидовая РНК) должны попасть извне клетки в цитоплазму и, наконец, в ядро, не задерживаясь в эндосомах — крошечных внутриклеточных пузырьках.

Для решения этой проблемы команда обратилась к наноразмерному пористому материалу — цеолитическому имидазолатному каркасу (ZIF), который формирует клеткоподобную структуру для размещения других молекул. Исследователи инкапсулировали белок Cas9 и гидовую РНК в этот материал и ввели полученные наночастицы в клетки хомяка.

Инкапсулированные конструкции CRISPR-Cas9 не были токсичны для клеток. Поскольку частицы покрытия приобретают положительный заряд при поглощении в эндосомы, они вызывают разрыв этих мембранных пузырьков, высвобождая инструменты CRISPR-Cas9 для перемещения в ядро, где находится геном клетки.

Используя гидовую РНК, нацеленную на ген, заставляющий клетки светиться зелёным под флуоресцентным светом, команда показала, что их технология может снижать экспрессию этого гена на 37% в течение четырёх дней.

"Эти клеткоподобные структуры биосовместимы и могут активироваться по требованию, что делает их умным решением для преодоления проблем доставки генетических материалов и белков", — говорит первый автор исследования Шахад Альсаиари, аспирант лаборатории Хашаб.

Исследователи планируют протестировать свою систему на клетках человека и мышах, а в конечном итоге — в клинических испытаниях.