Используя специализированные наночастицы, инженеры MIT разработали способ отключения специфических генов в клетках костного мозга, которые играют важную роль в производстве клеток крови. Эти частицы могут быть адаптированы для лечения сердечных заболеваний или повышения выхода стволовых клеток у пациентов, нуждающихся в трансплантации стволовых клеток, говорят исследователи.
Этот тип генной терапии, известный как РНК-интерференция, обычно трудно нацелить на другие органы, кроме печени, где наночастицы имеют тенденцию накапливаться. Исследователи из Массачусетского технологического института смогли модифицировать свои частицы таким образом, чтобы они накапливались в клетках, обнаруженных в костном мозге.
Если мы сможем заставить эти частицы воздействовать на другие органы, представляющие интерес, можно будет исследовать более широкий спектр заболеваний, и одним из них, который нас действительно интересовал в этой статье, был костный мозг.
Костный мозг — это место для кроветворения клеток крови, и они дают начало целой линии клеток, которые способствуют различным типам заболеваний.
В исследовании мышей исследователи показали, что они могут использовать этот подход для улучшения восстановления после сердечного приступа. Подавляя высвобождение клеток крови костного мозга, кой способствуют воспалению и способствуют развитию сердечных заболеваний, передает zen.yandex.ru.
Нацеливание на костный мозг.
РНК-интерференция-это стратегия, которая потенциально может быть использована для лечения различных заболеваний путем доставки коротких нитей РНК, кой блокируют включение определенных генов в клетке. До сих пор самым большим препятствием для такого рода терапии была трудность доставки ее в правую часть тела. При введении в кровоток наночастицы, несущие РНК, имеют тенденцию накапливаться в печени, что некоторые биотехнологические компании использовали для разработки новых экспериментальных методов лечения заболеваний печени.
Лаборатория Андерсона, работающая с профессором Массачусетского технологического института Robert Langer, который также является автором нового исследования, ранее разработала тип полимерных наночастиц, кой могут доставлять РНК в другие органы, кроме печени. Частицы покрыты липидами, какой помогают стабилизировать их, и они могут поражать такие органы, как легкие, сердце и селезенка, в зависимости от состава частиц и их молекулярной массы.
Нано-частицы РНК в настоящее время одобрены FDA в качестве тангентой терапии для печени, но они многообещающи для многих заболеваний, начиная от вакцин COVID-19 и заканчивая лекарствами, кой могут постоянно восстанавливать гены болезни. Мы считаем, что разработка наночастиц для доставки РНК к различным типам клеток и органов в организме является ключом к достижению самого широкого потенциала генной терапии.
В новом исследовании исследователи намеревались адаптировать частицы таким образом, чтобы они могли достичь костного мозга. Костный мозг содержит стволовые клетки, которые производят много различных типов клеток крови, через процесс, называемый кроветворением. Стимулирование этого процесса может увеличить выход гемо-поэтических стволовых клеток для трансплантации стволовых клеток, в то время как подавление этого процесса может оказать благотворное воздействие на пациентов с заболеваниями сердца или другими заболеваниями.
Если бы мы могли разработать технологии, кой могли бы контролировать клеточную активность в костном мозге и нише гемолитических стволовых клеток Это могло бы быть трансформирующим для применения в болезнях.
Исследователи начали с частиц, какой они ранее использовали для нацеливания на легкие, и создали варианты, которые имели различное расположение поверхностного покрытия, называемого поли этиленгликолем (ПЭГ). Они протестировали 15 из этих частиц и обнаружили одну, которая была способна избежать попадания в печень или легкие, и какой могла эффективно накапливаться в эпителиальных клетках костного мозга. Они также показали, что РНК, переносимая этой частицей, может снизить экспрессию целевого гена до 80 процентов.
Исследователи протестировали этот подход с помощью двух генов, которые, по их мнению, могли бы быть полезны для уничтожения. Первая, SDF1, представляет собой молекулу, которая обычно предотвращает выход гемолитических стволовых клеток из костного мозга. Отключение этого гена может привести к тому же эффекту, что и препараты, какой врачи часто используют для индуцирования высвобождения гемолитических стволовых клеток у пациентов, которым необходимо пройти лучевую терапию при раке крови. Эти стволовые клетки позже пересаживаются для повторного заселения клеток крови пациента.
Если у вас есть способ сбить SDF1, вы можете вызвать высвобождение этих кроветворных стволовых клеток, что может быть очень важно для трансплантации. Чтобы вы могли собрать больше от пациента.
Исследователи показали, что, когда они использовали свои наночастицы, чтобы сбить SDF1, они могли увеличить высвобождение гемолитических стволовых клеток в пять раз, что сопоставимо с уровнями, достигнутыми препаратами, которые сейчас используются для усиления высвобождения стволовых клеток. Они также показали, что эти клетки могут успешно дифференцироваться в новые клетки крови при пересадке другой мыши.
Мы очень взволнованы последними результатами, говорит Langer, который также является профессором института Дэвида Х. Коха в Массачусетском технологическом институте. Ранее мы разработали высокоэффективные методы синтеза и скрининга для нацеливания на клетки печени и кровеносных сосудов, а теперь в этом исследовании-на костный мозг. Мы надеемся, что это приведет к новым методам лечения заболеваний костного мозга, таких как множественная myeloma и другие болезни.
Борьба с болезнями сердца.
Второй ген, какой исследователи нацелили на нокдаун, называется MCP1, молекула, которая играет ключевую роль в сердечных заболеваниях. Когда MCP1 высвобождается клетками костного мозга после сердечного приступа, он стимулирует поток иммунных клеток покидать костный мозг и путешествовать к сердцу, где они способствуют воспалению и могут привести к дальнейшему повреждению сердца.
В исследовании мышей исследователи обнаружили, что доставка РНК, кой нацелена на MCP1, уменьшает количество иммунных клеток, которые попадают в сердце после сердечного приступа. Мыши, которые получали это лечение, также показали улучшенное заживление сердечной ткани после сердечного приступа.
Теперь мы знаем, что иммунные клетки играют ключевую роль в прогрессировании сердечного приступа и сердечной недостаточность, говорит Митчелл. Если бы мы могли разработать терапевтические стратегии, чтобы остановить иммунные клетки, которые происходят из костного мозга, от попадания в сердце, это могло бы стать новым средством лечения сердечного приступа. Это одна из первых демонстраций подхода, основанного на использовании нуклеиновых кислот.
В своей лаборатории в Пенсильванском университете Митчелл сейчас работает над новыми нанотехнологиями, нацеленными на костный мозг и иммунные клетки для лечения других заболеваний, особенно рака крови, такого как множественная myeloma.
Добавить комментарий