Новая система доставки генов с функцией самоуничтожения

Биоинженеры из Техасского университета в Далласе создали новую систему доставки генов, которая доставляет ген в клетку лишь на временной основе. Это потенциально новая стратегия генной терапии для лечения заболеваний.

Ведущий автор исследования, докторант Ричард Таплин Мур, отмечает, что подход имеет преимущества перед другими методами генной терапии. В отличие от них, где терапевтические гены могут сохраняться в организме пациента всю жизнь, новая система обеспечивает временный эффект, что может упростить одобрение таких методов.

В исследовании, опубликованном 30 января в журнале Nucleic Acids Research, описаны эксперименты на культуре клеток человеческой почки. Учёные доставили тестовый ген, кодирующий красный флуоресцентный белок, после чего ген был запрограммирован на самоуничтожение, как только клетка «считала» инструкции и произвела определённое количество белка.

Принцип работы и преимущества

Цель метода — создать систему доставки терапевтических генов, которая самоуничтожается, давая больше контроля над временем нахождения ДНК в клетках. Это позволяет регулировать количество производимого белка и избегает рисков, связанных с постоянной интеграцией гена в геном клетки. Если терапевтический ген встраивается в неправильное место ДНК (например, рядом с онкогеном), это может активировать болезнетворные гены и вызвать пожизненные проблемы со здоровьем.

Синтетическая биология и «Миссия невыполнима»

Исследователи использовали подход синтетической биологии, скомбинировав гены из коровы, морского анемона, бактерий и вируса, поражающего насекомых. Каждый ген выполнял новую функцию в созданном векторе доставки.

Ключевым элементом стал бактериальный ген, кодирующий белок Cas9. В природе Cas9 помогает бактериям бороться с захватчиками, разрезая чужеродную ДНК. В синтетическом векторе его перепрограммировали для уничтожения самого вектора доставки после выполнения его задачи.

Старший автор работы, доктор Леонидас Блерис, сравнил систему с посланиями из франшизы «Миссия невыполнима»: инструкции для клетки самоуничтожаются после прочтения. Помимо терапевтического применения, эта технология может помочь в защите интеллектуальной собственности фармкомпаний, предотвращая обратную инженерию терапевтических векторов.

В успехе проекта важную роль сыграли студенты-бакалавры UT Dallas, которые помогали с компьютерным моделированием, клонированием и анализом данных.