Home » Вдохнув новую жизнь в редактирование легких in vivo

Вдохнув новую жизнь в редактирование легких in vivo

Новые конструкции липидных наночастиц делают возможным целенаправленное редактирование легких in vivo у мышей и могут привести к появлению новых вариантов лечения муковисцидоза.

Casgevy, первая в мире одобренная терапия CRISPR для лечения серповидноклеточной анемии и β-талассемии, является терапией ex vivo — гемопоэтические стволовые клетки изолируются у пациента, редактируются, контролируются по качеству, а затем возвращаются в организм после того, как пациент прошел курс химиотерапии. Терапия ex vivo способна лечить эти заболевания, поскольку целевые клетки могут быть изолированы и безопасно возвращены в организм. Однако это невозможно для большинства наших тканей, таких как легкие. Постоянный успех терапии CRISPR зависит от разработки эффективных и безопасных систем доставки, которые могут позволить CRISPR выполнять редактирование in vivo в целевых тканях. Статья, опубликованная в Наука от Сана и коллег, позволяет сделать важный шаг вперед в области in vivo, доставляя редакторы баз CRISPR в легкие мыши, успешно открывая новые возможности для лечения муковисцидоза1.

Первая волна генной терапии, получившая одобрение регулирующих органов, использовала для доставки векторы аденоассоциированного вируса (AAV)2. Эти белковые оболочки содержат около 4,8 кб ДНК и демонстрируют высокую инфекционность, а также долгосрочную экспрессию генов, и они естественным образом нацелены на определенные ткани в организме: печень, легкие и центральную нервную систему. Однако ранние клинические испытания с использованием AAV для генной терапии показали токсичность для печени, ограничивающую дозу3. Длительная экспрессия Cas9 может также приводить к интеграции генома и нецелевой активности. Кроме того, компоненты CRISPR могут быть большими, а AAV ограничены в том, что они могут переносить.

Альтернативой AAV являются сборки вирусных белков, называемые вирусоподобными частицами (VLP), которые содержат рибонуклеопротеины и могут инфицировать клетки, но не содержат вирусного генетического материала, что позволяет избежать любых рисков интеграции вирусного генома. Было показано, что сконструированные VLP (eVLP), которые содержат различные гликопротеины оболочки, доставляют Cas9, редакторы баз CRISPR4 и главные редакторы5 на такие органы, как мозг, печень и сетчатка. Nvelop Therapeutics запущен в 2022 годустремясь продолжить работу по нацеливанию eVLP на большее количество тканей, хотя пока не ясно, будут ли они нацелены на легкие.

Read more:  Силовики разоблачили нардепа от «Оппозиционной платформы за жизнь» в государственной измене, его разыскивают

Третий вариант доставки — это сконструированные липидные наночастицы (LNP), которые избегают технических ограничений вирусных векторов — они могут содержать более крупные грузы и менее иммуногенны. LNP обычно состоят из ионизируемого липида, вспомогательного липида, полиэтиленгликолевого липида и холестерина, и соотношение этих компонентов влияет на размер, форму, заряд и стабильность частицы. Вакцина COVID mRNA доказала, что LNP безопасны и эффективны благодаря повторяемому дозированию. LNP имеют свой собственный набор ограничений — их эффективность трансфекции ниже, чем у AAV, и при внутривенном введении они секвестрируются и накапливаются в печени.

Хотя существуют многообещающие клинические испытания, которые используют преимущества естественного гепатического нацеливания ЛНП, нацеливание на другие типы клеток в организме оказалось сложным. Самый быстрый способ нацеливания на легкие — через вдыхание, и генная терапия не является исключением. Однако любое средство доставки должно обойти барьер, состоящий из слизистых выделений, плотно связанных эпителиальных клеток и других факторов, чтобы достичь целевых стволовых клеток, которые расположены в основании эпителия. Резидентные макрофаги в просвете дыхательных путей затрудняют доставку, а эпителиальные клетки легких содержат колеблющиеся реснички, которые помогают улавливать и выводить инородные частицы.

Недавнее исследование, опубликованное в Природа Биотехнология протестировали 720 новых липидов в формулах LNP и показали, что определенные катионные липиды LNP могут повышать эффективность трансфекции LNP в легких после интратрахеального дозирования6. Это исследование также показало, что ЛНП поддаются повторному дозированию, что еще больше повышает эффективность редактирования генов — существенное преимущество по сравнению с вирусными векторами. Вдыхание ЛНП может быть самым быстрым путем доставки в эпителий легких, но при многих заболеваниях, таких как муковисцидоз, слизистый слой легких становится толстым и липким и блокирует эффективную доставку лекарств. Более 27 клинических испытаний генной терапии муковисцидоза не смогли преодолеть эпителиальный барьер.

Сан и коллеги в Наука спроектировали свою генную терапию с LNP, которые доставляются внутривенно, полностью избегая слизистого барьера. Формула LNP оптимизировала мембраны для нацеливания на определенные органы, подобно eVLP7В этом случае частицы направляются в легкие с помощью короны белка, высокообогащенного витронектином.1рецептор, экспрессируемый большим процентом клеток легких. Поскольку менее 4% клеток во всем остальном организме экспрессируют этот рецептор, он минимизирует побочные эффекты. Исследователи используют систему доставки SORT LNP для доставки редактора базы CRISPR в мышиную модель кистозного фиброза, исправляя целевую патогенную мутацию в стволовых клетках легких за один сеанс лечения и восстанавливая функцию трансмембранного регулятора кистозного фиброза (CFTR). Редактирование поддерживалось в течение 22 месяцев, пока стволовые клетки дифференцировались и созревали. Это исследование проводилось только на мышах, но ReCode Therapeutics сотрудничество с Intellia Therapeutics для дальнейшего развития системы SORT LNP в клинике.

Read more:  Shell надеется продать свою долю в скандальном нефтяном месторождении Камбо | Оболочка

Сегодня пациенты с муковисцидозом имеют лучшую функцию легких и живут дольше, чем 20 лет назад. Это потому, что 90% людей с муковисцидозом несут по крайней мере одну копию распространенной мутации в ЦФТР и хорошо реагируют на препараты с малыми молекулами, которые усиливают и модулируют функциональность мутировавшего белка. Vertex Pharmaceuticals выиграла Премия за прорыв в области естественных наук 2024 г. для разработки этих низкомолекулярных препаратов, и компания добивается одобрения терапии тройной комбинированной модуляторной CFTR, которая недавно показала себя превосходящей текущую тройную комбинированную и широко одобренную терапию Trikafta (elexacaftor/tezacaftor/ivacaftor). Также доступны другие методы лечения для смягчения симптомов заболевания — антибиотики, противовоспалительные препараты и разжижители слизи.

Тем не менее, 10% людей с другими ЦФТР мутации не лечатся этими лекарствами. Некоторые из этих более редких мутаций можно было бы исправить с помощью технологий редактора оснований или главного редактора — если бы была возможна эффективная, целевая доставка. Терапия CRISPR была бы однократным лечением по сравнению с приемом Trikafta дважды в день. Если бы было доказано, что она работает на людях, терапия редактирования генов, безусловно, была бы дорогой (Casgevy стоит 2,2 миллиона долларов). Trikafta стоит около 300 000 долларов в год в Соединенных Штатах, хотя большая часть этой суммы покрывается страховкой, и пациенты платят в среднем 1700 долларов в год. Другие лекарства, которые облегчают симптомы муковисцидоза, более доступны, и эти методы лечения являются основными вариантами для пациентов в странах с низким уровнем дохода.

Vertex также стремится разработать альтернативные методы лечения для этих 10% пациентов — компания уже начала ранние стадии клинических испытаний ингаляционной мРНК-терапии с использованием Moderna, которая будет обеспечивать полноценную доставку ЦФТР мРНК напрямую к клеткам в легких, также с использованием LNP. Arcturus Therapeutics имеет похожий исследование фазы 1 в разработке. Ни один из этих методов лечения не будет полной генетической коррекцией, но с точки зрения пациента, чем больше вариантов, тем лучше.

Read more:  Ссылка для скачивания оригинального GB WhatsApp Pro, десятки бесплатных интересных функций, простота установки на смартфоны

2024-07-08 00:00:00


1720601661
#Вдохнув #новую #жизнь #редактирование #легких #vivo

Leave a Comment

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.