Наночастицы доставляют РНК для снижения нейровоспаления в лабораторных тестах

Новое исследование MIT показывает, что наночастицы, подобные использованным в вакцинах против COVID-19, могут быть применены для потенциальной терапии болезни Альцгеймера. В тестах на нескольких моделях мышей и культивируемых человеческих клетках специально разработанная липидная наночастица (LNP) эффективно доставила малую интерферирующую РНК (siRNA) в иммунные клетки микроглии мозга, чтобы подавить экспрессию белка, связанного с чрезмерным воспалением при болезни Альцгеймера.

В предыдущем исследовании было показано, что блокирование последствий активности белка PU.1 помогает снизить связанные с болезнью Альцгеймера нейровоспаление и патологию. Новые результаты, опубликованные в журнале Advanced Materials, достигают снижения воспаления путем прямого подавления экспрессии гена Spi1, который кодирует PU.1.

Оптимизация частицы

Команде пришлось оптимизировать LNP для работы, так как ни один из восьми коммерчески доступных реагентов не мог безопасно и эффективно трансфицировать культивируемые человеческие клетки, подобные микроглии. LNP состоят из четырех основных компонентов. Изменив структуры двух из них и варьируя соотношение липидов к РНК, исследователи создали семь формул для тестирования.

Среди семи кандидатов одна, названная "MG-LNP", выделилась благодаря особенно высокой эффективности доставки и безопасности тестового груза РНК.

В тестах на мышах инъекция в спинномозговую жидкость (CSF) обеспечила гораздо большую эффективность в нацеливании на микроглию без воздействия на клетки других органов. Среди семи формул MG-LNP снова оказалась наиболее эффективной для трансфекции микроглии.

Таргетная терапия

После подтверждения эффективности доставки тестового груза в микроглию, ученые протестировали, может ли доставка siRNA, подавляющей PU.1, снизить воспаление. В клеточных культурах относительно низкая доза достигла 42% снижения экспрессии PU.1. Трансфекция MG-LNP не навредила клеткам и значительно снизила транскрипцию генов, которые усиливает экспрессия PU.1 в микроглии.

Во всех этих измерениях MG-LNP превзошла коммерчески доступный реагент RNAiMAX, тестировавшийся параллельно.

Финальные тесты оценили работу MG-LNP по доставке siRNA в двух мышиных моделях воспаления мозга. В обеих моделях инъекция MG-LNP, несущих анти-PU.1 siRNA, снизила экспрессию PU.1 и маркеров воспаления.

Ученые заключили, что доставка анти-PU.1 siRNA с помощью MG-LNP потенциально может использоваться в качестве противовоспалительной терапии, назвав результаты "доказательством концепции". Для испытаний на пациентах-людях потребуются дальнейшие тесты.