Липидные наночастицы доставляют препараты для редактирования генов через защитные барьеры опухолей

Ученые из UT Southwestern разработали наночастицы, способные преодолевать плотные молекулярные барьеры, окружающие солидные опухоли. Попав внутрь, частицы высвобождают систему редактирования генов CRISPR-Cas9, которая блокирует рост опухоли и активирует иммунную систему.

Новые наночастицы, описанные в Nature Nanotechnology, эффективно остановили рост и распространение опухолей яичников и печени у мышей. Это открывает новый путь для использования CRISPR-Cas9 в лечении рака.

Проблема доставки CRISPR

Хотя CRISPR предлагает новый подход к лечению рака, его применение сильно ограничено низкой эффективностью доставки в опухоли. Доставка CRISPR-Cas9 в солидные опухоли оставалась сложной задачей.

Дизайн наночастиц

Исследователи использовали оптимизированные липидные наночастицы (LNPs), способные достигать печени, и добавили к ним:

• siRNA для "отключения" гена FAK (фокальной адгезивной киназы), который играет ключевую роль в формировании физических барьеров опухоли.
• CRISPR-Cas9 для редактирования гена PD-L1. Многие раковые опухоли используют белок PD-L1, чтобы подавить способность иммунной системы атаковать их.

Механизм действия

1. siRNA ослабляет барьер вокруг опухоли, облегчая проникновение как самих наночастиц, так и иммунных клеток.
2. Внутри опухоли наночастицы высвобождают CRISPR-Cas9, который редактирует PD-L1, снимая "тормоза" с иммунной системы.

Результаты на моделях мышей

В четырех моделях рака яичников и печени у мышей:

• Матрица вокруг опухолей стала менее жесткой и более проницаемой.
• Значительно больше наночастиц достигло опухолевых клеток и эффективно отредактировало ген PD-L1.
• Опухоли у мышей, получавших наночастицы, нацеленные и на FAK, и на PD-L1, уменьшились примерно в 8 раз по сравнению с контрольной группой.
• В опухоли проникло больше иммунных клеток.
• Обработанные мыши жили в среднем в два раза дольше.

Перспективы

Требуются дальнейшие исследования безопасности и эффективности наночастиц для разных типов опухолей. Терапия может быть полезна в сочетании с существующей иммунотерапией рака.

"После всемирного успеха LNP-вакцин против COVID-19 мы все задаемся вопросом, на что еще способны LNPs. Здесь мы разработали новые LNPs, способные одновременно доставлять несколько видов генетических препаратов для улучшения результатов лечения рака. Очевидно, что у LNP-медикаментов большой потенциал для лечения различных заболеваний", — сказал доктор Даниэль Зигварт.