Новая система ускоряет скрининг наночастиц для доставки лекарств
Исследователи Джеймс Дальман и Фил Сант-Анджело работают над развитием медицины, в которой матричная рибонуклеиновая кислота (mRNA) может доставляться напрямую в клетки для борьбы с болезнями. Их новое исследование может ускорить открытие терапевтических средств.
Ещё до того, как пандемия COVID-19 привлекла внимание к вакцинам на основе mRNA, эти учёные из Уоллеса Х. Коултера объединили свои навыки для раскрытия клинического потенциала mRNA. Лаборатория Сант-Анджело разрабатывает высококачественную mRNA («груз»), а лаборатория Дальмана создаёт липидные наночастицы (LNP) для её доставки.
Их сотрудничество, начавшееся в 2016 году, регулярно приносит результаты, публикуемые в высокорейтинговых журналах, и щедрые гранты от NIH и DARPA.
Улучшенная система скрининга
Несколько лет назад Дальман с коллегами разработали технику «ДНК-штрихкодирования» для быстрого одновременного тестирования множества LNP в мышах. Новая система, описанная в Nature Nanotechnology, продвигает этот процесс дальше.
«LNP обычно разрабатывают на мышах, но при переходе к другому виду, например, примату (что естественно, так как примат больше похож на человека), они часто работают хуже», — пояснил Сант-Анджело. Приходится возвращаться и вносить коррективы.
Система SANDS
Чтобы ускорить процесс, исследователи создали новую тестовую систему — Species Agnostic Nanoparticle Delivery Screening (SANDS). С её помощью команда сравнила доставку наночастиц одновременно в клетках мыши, примата и живых человеческих клетках, помещённых в специально созданных мышей.
«Мы обнаружили ожидаемое: доставка в клетках примата очень хорошо предсказывала доставку в человеческих клетках, в то время как мышиные клетки были менее предсказуемыми», — сказал Дальман.
В отличие от старой системы, SANDS использует молекулу-маркер reporter mRNA, разработанную в лаборатории Сант-Анджело. «Теперь мы можем тестировать новые LNP на мышах с клетками примата и человека», — отметил он.
Перспективы и совместная работа
SANDS уже используется для дальнейших исследований. Более глубокое понимание различных механизмов доставки в клетках мыши и других видов сделает процесс отбора LNP эффективнее, ускорив разработку RNA-терапий.
Дальман и Сант-Анджело сразу увидели ценность и необходимость сотрудничества. «Вы можете иметь лучшую в мире наночастицу, но если вы не поместите в неё оптимизированную mRNA, это не принесёт пользы», — сказал Дальман.
Их работа идёт быстрыми темпами. В октябрьском исследовании в Nature Biomedical Engineering они сообщили о разработке LNP для доставки mRNA небулайзером в лёгкие, что защитило мышей от смертельного гриппа. Несколько новых статей готовятся к публикации.
В рамках программы Wellcome Leap они работают над mRNA-кодированными антителами для лёгких и разрабатывают новый подход к вакцинации против многих патогенов одновременно.
Партнёрство дополняет методы исследований: лаборатория Дальмана занимается секвенированием, а лаборатория Сант-Анджело — визуализацией. «Это означает, что мы можем писать более полные статьи, включающие все данные: секвенирование, визуализацию, сложные "грузы" и передовую доставку», — заключил Сант-Анджело.