Суперразрешающая микроскопия раскрывает, как липидные наночастицы доставляют РНК и где они не справляются

Липидные наночастицы (ЛНЧ) стали ключевым компонентом для доставки мРНК-вакцин, а в будущем могут обеспечить доставку генетических инструментов, таких как CRISPR Cas/9, для лечения рака и генетических заболеваний. Однако для этого необходимо преодолеть два основных вызова.

Как работают липидные наночастицы

ЛНЧ состоят из липидов, подобных клеточным мембранам, что делает их биосовместимыми. Они действуют как защитные пузырьки, инкапсулирующие чувствительные вещества (например, мРНК) и помогающие им проникнуть в клетки.

Первый вызов: нацеливание на нужный орган

Большинство ЛНЧ, введённых внутривенно, попадают в печень, независимо от цели. Для лечения опухолей или генетических нарушений в других органах требуется гораздо большая точность доставки.

Второй вызов: выход из эндосомы

Используя метод суперразрешающей микроскопии, исследователи из Лундского университета в сотрудничестве с AstraZeneca детально изучили процесс доставки РНК (Nature Communications). Они обнаружили, что ЛНЧ застревают в эндосомах — внутриклеточных «хранилищах».

Для доставки своей РНК-нагрузки в цитозоль клетки ЛНЧ должны разрушить эндосому. Однако исследование показало, что даже при образовании отверстия в цитозоль попадает лишь небольшое количество РНК. Более того, ЛНЧ иногда проделывают отверстия в структурах, где нет доступной для доставки РНК, что приводит к ненужным повреждениям без терапевтической пользы.

От вакцин к прецизионной медицине

Для вакцин достаточно, чтобы небольшое количество мРНК достигло клеток иммунной системы. Однако для лечения рака или генетических заболеваний в конкретном органе требуются значительно большие дозы, чтобы лечение было эффективным.

Полученные знания помогают улучшить точность и эффективность доставки. ЛНЧ уже были использованы миллиардами людей без очевидных проблем с безопасностью, но их нужно сделать более эффективными и точными.

Цель — достичь достаточно эффективной доставки РНК, чтобы в будущем можно было «отключать» онкогены, гиперактивные в опухоли конкретного пациента.