Разработана светонаправляемая система доставки siRNA на основе цианобактерий

Исследователи создали интеллектуальную светонаправляемую био-гибридную систему CTPA/siCSF1R для таргетинга опухоле-ассоциированных макрофагов (TAMs), обеспечивающую точную пространственно-временную доставку siRNA. Система улучшает микроокружение опухоли и поддерживает прецизионную фотоиммунотерапию.

Проблема текущих методов

TAMs — ключевые иммунные клетки в микроокружении опухоли и важная мишень для иммунотерапии. Однако существующие носители для генной терапии имеют недостатки: плохой таргетинг, ограниченный выход из лизосом и негативное влияние гипоксического иммуносупрессивного микроокружения, что снижает их клиническую эффективность.

Решение: био-гибридная система

В качестве живого биологического носителя использовали цианобактерию Synechocystis sp. PCC6803 ("cyan"), обладающую:

  • Способностью к самостоятельному нацеливанию на опухоль.
  • Фототаксисом — движением к свету, что позволяет управлять доставкой внешними силами.
  • Возможностью производить кислород в процессе фотосинтеза.

Устройство и принцип работы

Система CTPA/siCSF1R состоит из:

  1. Вектора на основе триблочного полиаминокислотного полимера (TPA), инкапсулирующего siRNA.
  2. Фотосинтезирующих цианобактерий, к поверхности которых ковалентно присоединён этот вектор.

Механизм действия:

  1. Таргетинг: Светонаправляемое движение цианобактерий обеспечивает точное нацеливание на TAMs.
  2. Выход из лизосом: Свет-индуцированная генерация активных форм кислорода цианобактериями и протонирование TPA разрушают лизосомальную мембрану, высвобождая siRNA в цитоплазму TAMs.
  3. Улучшение микроокружения: Кислород, производимый цианобактериями via фотосинтез, ослабляет гипоксию и улучшает условия для доставки siRNA и репрограммирования TAMs.

Результаты

  • Система эффективно репрограммирует TAMs в провоспалительный фенотип M1.
  • Стимулирует выработку провоспалительных цитокинов и сильный иммунный ответ, подавляющий рост опухоли.
  • Продемонстрировала отличную биобезопасность без значительной токсичности для организма.

Значение

Предложенная система открывает перспективный путь для создания как эффективных и безопасных векторов доставки нуклеиновых кислот, так и для развития опухолевой фотоиммунотерапии.

Исследование под руководством профессора Цай Линьтао из Шэньчжэньского института передовых технологий Китайской академии наук опубликовано в Cell Reports Physical Science 25 ноября.