Усовершенствованная техника позволяет вводить чужеродную ДНК в B-клетки без использования вирусов

Введение чужеродной ДНК в клетки человека с помощью процесса, известного как «трансфекция», позволяет ученым изучать экспрессию генов в лаборатории и дает клиницистам возможность лечить генетические заболевания. Обычные методы этой процедуры работают для большинства типов клеток, кроме B-клеток — группы борющихся с инфекцией белых кровяных телец иммунной системы, которые крайне сложно трансфицировать без использования вирусов. Однако вирусы создают ряд проблем безопасности.

Команда под руководством ученых из Института биопроцессинга A*STAR и Института высокопроизводительных вычислений A*STAR разработала невирусную стратегию доставки ДНК в этот трудно поддающийся тип клеток. Оптимизировав метод, называемый соноопорацией, исследователям удалось ввести гены в B-клетки с высокой эффективностью.

«Наша работа впервые демонстрирует использование соноопорации в качестве альтернативного, невирусного метода для стабильной и высокоэффективной трансфекции резистентных линий B-клеток», — говорит биомедицинский инженер и руководитель исследования Андре Бун-Хва Чу.

Соноопорация сочетает ультразвуковые частоты и крошечные пузырьки, заполненные газом, для создания временных пор в клеточной мембране, через которые может проходить ДНК. Чу и его коллеги изменили уровни акустической энергии и концентрации микропузырьков, чтобы доставить кольцевую молекулу ДНК, которую они могли визуально отслеживать в тройке линий человеческих B-клеток.

Например, в одной клеточной линии исследователи достигли эффективности трансфекции около 43% с помощью соноопорации по сравнению с всего 3% при использовании обычного метода трансфекции, называемого липофекцией. Используя дальнейшие методы отбора, исследователи обогатили популяцию трансфицированных B-клеток до более чем 70%. Они достигли столь же впечатляющих результатов с двумя другими линиями B-клеток.

По словам Шарлин Ли Линг Йонг, соавтора исследования вместе с Дейвом Сяк-Вей Оу, метод трансфекции на основе соноопорации теперь можно использовать в лаборатории, чтобы лучше понять, как B-клетки регулируют иммунные ответы против патогенов. «Это позволяет ученым выяснить биологические пути иммунных ответов», — говорит Йонг.

Многочисленные клинические исследовательские группы также стремятся разработать генную терапию на основе B-клеток для индукции толерантности при аутоиммунных заболеваниях. Метод, описанный в текущем исследовании, может оказаться особенно полезным для лечения в организме человека — без каких-либо побочных эффектов вирус-опосредованной генной терапии. «Соноопорация имеет потенциал для применения in vivo, — говорит Оу. — Она предлагает более безопасную и неинвазивную альтернативу существующим методам генной терапии».