Более щадящий метод для создания отверстий в клетках
Традиционные методы доставки крупных молекул, таких как фермент Cas9 для CRISPR-редактирования генов, в клетки могут быть травматичными.
Проблемы существующих методов:
- Объемная электропорация: создает множество отверстий в мембране, что часто приводит к гибели чувствительных клеток (например, человеческих T-лимфоцитов).
- Доставка ДНК вместо белка: часто требует использования вирусов. Однако безопасные для человека адено-ассоциированные вирусы (AAV) слишком малы для крупных фрагментов ДНК.
Новое решение — нанопорационная электропорация (nanoEP):
Ученые из Калифорнийского университета в Беркли разработали более мягкую технику. Она создает менее дюжины нанопор в каждой клетке, достаточных для проникновения молекул, но не травмирующих клетку. После процедуры поры быстро заживают. Выживаемость клеток превышает 95%.
"Это более простой, безопасный, эффективный и менее дорогой метод доставки макромолекул в клетку", — говорит ведущий автор исследования Юхун Цао.
Как это работает:
- Клетки выращивают на недорогом коммерческом водяном фильтре с порами размером 100 нанометров.
- Приложение низкого напряжения создает поры в клеточной мембране только в местах контакта с порами фильтра (примерно 10 пор на клетку).
- То же напряжение "проталкивает" макромолекулы через поры фильтра и клеточной мембраны внутрь клетки.
Эффективность и перспективы:
- Метод обеспечивает доставку различных функциональных белков с эффективностью около 80%.
- С его помощью успешно отредактированы гены в линии человеческих T-клеток Jurkat путем доставки крупного рибонуклеопротеинового комплекса Cas9/guideRNA.
- Теоретически метод применим к любым типам клеток (эмбрионы, T-клетки для иммунотерапии) и не требует специализированного оборудования.
- Конечная цель — создание недорогого клинического инструмента для безопасной доставки Cas9 в CAR-T-клеточной иммунотерапии рака.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.