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:
- Вектора на основе триблочного полиаминокислотного полимера (TPA), инкапсулирующего siRNA.
- Фотосинтезирующих цианобактерий, к поверхности которых ковалентно присоединён этот вектор.
Механизм действия:
- Таргетинг: Светонаправляемое движение цианобактерий обеспечивает точное нацеливание на TAMs.
- Выход из лизосом: Свет-индуцированная генерация активных форм кислорода цианобактериями и протонирование TPA разрушают лизосомальную мембрану, высвобождая siRNA в цитоплазму TAMs.
- 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.
