Магнитные наночерви и нанокристаллы доставляют siRNA в опухоли
Короткие интерферирующие РНК (siRNA) способны «выключать» производство специфических белков, что делает их перспективным классом противораковых препаратов. По крайней мере, две терапии на основе siRNA, доставляемые в опухоли с помощью наночастиц, уже начали клинические испытания на людях.
Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) разработали модульную систему доставки siRNA на основе наночастиц, которая максимизирует количество молекул siRNA, способных не только проникнуть в клетки, но и выйти в цитоплазму для подавления синтеза белка. Исследование под руководством Санджиты Бхатии, Филиппа Шарпа (MIT-Harvard Center of Cancer Nanotechnology Excellence) и Алена Шаре (Университет Тафтса) опубликовано в журнале ACS Nano.
Новый носитель, названный «дендричервями» (dendriworms), состоит из дендример-конъюгированных магнитных и флуоресцентных наночервей. В работе использовались биосовместимые полиамидоаминовые дендримеры, присоединённые к цепочке магнитных наночастиц (наночервю). К конструкции также добавили флуоресцентную молекулу для визуализации in vivo методами МРТ или флуоресцентной визуализации. На финальном этапе к дендричервям присоединили siRNA. Получившийся комплекс (содержащий ~7 магнитных наночастиц, 45–50 дендримеров и 50 молекул siRNA) был стабилен в тестовых условиях до 6 часов.
В культуре клеток комплекс siRNA-дендример быстро проникал в клетки и высвобождался в цитоплазму без значительной токсичности. При доставке в клетки человеческой глиобластомы siRNA успешно подавляла экспрессию целевого мутантного гена, вовлечённого в развитие этой опухоли.
В испытаниях на генетически модифицированных мышах, спонтанно развивающих глиобластому мозга, дендричерви проникали в опухоли, доставляли терапевтическую siRNA в опухолевые клетки и «выключали» целевой ген.
Параллельно группа Йошихисы Намики из Медицинской школы Дзикей (Токио, Япония) показала, что липид-покрытые магнитные кристаллы также могут безопасно и эффективно доставлять терапевтическую siRNA в опухоли мышей. Результаты опубликованы в Nature Nanotechnology.
Их система доставки состояла из нанокристаллов оксида железа, покрытых слоем положительно заряженных липидов, которые прочно связываются с отрицательно заряженными молекулами siRNA. После оптимизации липидного покрытия наночастицы использовали для доставки anti-EGFR siRNA в желудочные опухоли мышей. После инъекции терапевтических наночастиц к области опухоли прикладывали локальное магнитное поле. Через 28 дней опухоли у обработанных мышей были на 50% меньше по сравнению с мышами, получившими только наночастицы без siRNA.
Исследование дендричервей («Functional delivery of siRNA in mice using dendriworms») поддержано инициативой NCI Alliance for Nanotechnology in Cancer. В нём также участвовали учёные из Бригамской и женской больницы.
Работа по магнитно-направленной siRNA-терапии подробно изложена в статье «A novel magnetic crystal-lipid nanostructure for magnetically guided in vivo gene delivery».