Новая технология загрузки лекарств: метод на основе кубосомов внедряет mRNA в экзосомы за 10 минут

Экзосомы — естественные везикулы, ответственные за межклеточную коммуникацию, — становятся системами доставки лекарств нового поколения. Однако их плотные, богатые холестерином мембраны крайне затрудняют инкапсуляцию крупных молекул, таких как mRNA или белки.

Обычные методы, такие как электроporation или химическая обработка, часто повреждают и лекарства, и экзосомы, снижают эффективность доставки и требуют сложных этапов очистки, что создаёт барьеры для коммерциализации.

Совместная исследовательская группа под руководством доктора Ходжуна Кима (Центр передового биомолекулярного распознавания) и доктора Хон Нама Кима (Центр конвергентных исследований мозга) Корейского института науки и технологий (KIST) разработала новую технологию загрузки, позволяющую эффективно внедрять крупные биомолекулы в экзосомы простым смешиванием.

Исследование опубликовано в журнале Nature Communications.

Этот прорыв позволяет стабильно инкапсулировать лекарства менее чем за 10 минут, без необходимости в специализированном оборудовании или сложной обработке.

Команда использовала липидную наночастицу, известную как «кубосома», которая имитирует структуру слияния клеточных мембран и естественным образом сливается с экзосомами.

Смешивая кубосомы, несущие mRNA, с экзосомами при комнатной температуре всего 10 минут, исследователи добились эффективного слияния и подтвердили успешную загрузку mRNA в экзосомы. Анализ показал, что инкапсулировано более 98% mRNA, при этом структурная целостность и биологическая функция экзосом сохранились.

Кроме того, модифицированные экзосомы продемонстрировали способность преодолевать гематоэнцефалический барьер. Команда также наблюдала эффект «хоминга»: экзосомы возвращаются к типу клеток, из которого они произошли, что позволяет осуществлять целевую доставку лекарств в поражённые ткани.

Эта технология обеспечивает эффективную загрузку крупных биомолекул без изменения самих экзосом, открывая путь к практическому применению экзосомной терапии в прецизионной медицине.

Метод легко адаптируется к клиническим условиям, так как не требует специального оборудования. Он сохраняет функцию экзосом, позволяя доставлять крупные грузы, и предлагает широкий потенциал для лечения трудноизлечимых заболеваний, включая неврологические расстройства, рак и аутоиммунные состояния.

Команда планирует провести дальнейшие оценки безопасности для клинического применения и создать систему массового производства кубосом.

Доктор Ходжун Ким заявил: «Эта технология позволяет медицинским работникам легко комбинировать экзосомы и терапевтические молекулы в клинических условиях, что является важным шагом на пути к реализации персонализированной медицины».

Доктор Хон Нам Ким добавил: «Поскольку она позволяет осуществлять точную доставку лекарств даже в таких сложных тканях, как мозг, она обладает большим потенциалом для лечения широкого спектра заболеваний».