Новые наноклетки для доставки малых интерферирующих РНК

Наноклетки были разработаны в исследовательской группе по гомогенному, супрамолекулярному и биоинспирированному катализу профессоров Йоста Рика и Баса де Брюйна в Институте молекулярных наук им. в Лейденском химическом институте. Исследователи были мотивированы потенциалом siRNA в генной терапии, которая требует эффективных систем доставки. Они намеревались разработать наноклетки с функциональными группами снаружи, чтобы сделать клетки способными связывать нити миРНК. Поскольку связывание основано на обратимых связях, siRNA в принципе может высвобождаться в клеточном окружении. Чтобы изучить характеристики доставки их наноклеток, исследователи провели лабораторное исследование с использованием различных раковых клеток человека.

Ассортимент наноклеток

Наноклетки представляют собой конструкции из небольших молекулярных строительных блоков, так называемых дитопических лигандов, которые соединяются с помощью атомов металла. Типичная клетка состоит из 12 атомов металла и 24 лигандов, отсюда и аббревиатура M12L24. Исследователи разработали и синтезировали пять разных лигандов для формирования молекулярных клеток с разной аффинностью связывания миРНК. Затем они подготовили ряд связывающих миРНК наноклеток, используя платину или палладий в качестве связующего металла. Палладиевые наноклетки менее стабильны в клеточной среде, а распад является одним из механизмов высвобождения миРНК.

После скрининга характеристик наноклеток, таких как стабильность и способность связывания миРНК, характеристики доставки были проверены в анализах, основанных на молчании зеленого флуоресцентного белка (GFP), опосредованного миРНК. Клетки использовали для доставки siRNA в клетки, экспрессирующие GFP человека, так что измерения флуоресценции могли установить успешную доставку siRNA. Использовали два типа клеточных линий человека: HeLa и U2Os.

Состав клетки определяет доставку siRNA

К своему удивлению, исследователи смогли не только продемонстрировать удовлетворительную доставку siRNA, но также обнаружили замечательную дифференциацию в зависимости от металла, используемого в наноклетке. Где на основе платины ПтНаноклетка 12L24 продемонстрировала высокоэффективную доставку миРНК в клетки U2OS, но показала небольшую эффективность для HeLa. Напротив, на основе палладия PdНаноклетка 12L24, полученная из того же строительного блока лиганда, доставляла siRNA в HeLa, но не в U2OS. Такую дифференциацию нельзя было наблюдать в экспериментах с использованием коммерчески применяемой системы доставки (липофектамин). Таким образом, наноклетки M12L24 предоставляют возможность настройки характеристик доставки siRNA путем настройки состава наноклеток.

В своей статье Chem исследователи рассматривают эту уникальную особенность наночастиц в отношении клеточной селективности как многообещающее дополнение к области адресной доставки генного материала РНК, полный потенциал которой еще предстоит раскрыть. Несмотря на то, что текущие результаты были получены в строго контролируемых лабораторных исследованиях, они ожидают, что настраиваемая доставка РНК их наноклеток приведет к будущим разработкам очень желательных селективных РНК-наномедицин.