Новая платформа решает ключевые проблемы целевой доставки лекарств
Синтетические биологи из Северо-Западного университета разработали гибкую платформу для доставки биологических препаратов, имитирующую естественные процессы, используемые вирусами. Система связывается с клетками-мишенями и эффективно переносит лекарства внутрь.
Основу платформы составляют внеклеточные везикулы (EVs) — наночастицы размером с вирус, которые естественным образом производятся всеми клетками. Исследователи использовали синтетическую биологию, чтобы создать ДНК-"программы". При вставке в клетки-производители эти программы заставляют клетки самостоятельно собирать кастомные EVs с заданными поверхностными свойствами, а также производить и загружать в них биологические препараты.
В экспериментах частицы успешно доставили агенты для редактирования генов CRISPR в Т-клетки — notoriously difficult to target. Препарат выключил ген рецептора, используемого ВИЧ для заражения. Это первое исследование, в котором EVs успешно доставили груз в Т-клетки.
Работа опубликована 27 ноября в журнале Nature Biomedical Engineering.
Проблема доставки: Несмотря на прорывы в геномике, созданию новых лекарств мешает отсутствие технологий для целевой доставки препаратов к нужным клеткам. Вирусные векторы имеют ограничения, так как иммунная система может распознать их части как чужеродные.
Решение: Платформа GEMINI (Genetically Encoded Multifunctional Integrated Nanovesicles) использует EVs как "чистый лист". Синтезированные молекулы ДНК дают клетке-производителю инструкции по созданию биомолекул и их загрузке на поверхность и внутрь EVs. По сравнению с вирусами, EVs с меньшей вероятностью будут отторгнуты иммунной системой, особенно если произведены из материалов собственных клеток пациента.
Перспективы: Платформа превращает сложную биологическую проблему в задачу инженерии ДНК. Поскольку EVs очень малы, даже миллиард частиц — это крошечное количество материала, и их производство совместимо с существующими промышленными методами. Исследователи надеются, что модульная и переконфигурируемая платформа GEMINI ускорит разработку и оценку новых клеточных и генных терапий.