Нови лечения за белодробни заболявания
Инженери от Масачузетския технологичен институт са проектирали нов тип наночастици, които могат да се прилагат в белите дробове. Там те ще доставят информационна РНК, кодираща полезни протеини. Изследователите твърдят, че тези частици биха могли да предложат лечение за кистозна фиброза и други заболявания на белите дробове.
Учените са използвали частиците, за да доставят иРНК при мишки, необходима за редактиране на ген CRISPR/Cas9. Това може да отвори вратата за проектиране на терапевтични наночастици, които могат да изрязват и заместват гени, причиняващи болести.
В полза на белите дробове
RNA има голям потенциал за лечение на различни заболявания, причинени от дефектни гени. Едно от препятствията пред неговото разгръщане до този момент е трудността при доставянето му в правилната част на тялото, без нежелани ефекти.
В момента се провеждат няколко клинични изпитания, оценяващи потенциалните лечения на иРНК за заболявания на черния дроб. Базираните на РНК ваксини срещу Covid-19, които се инжектират директно в мускулната тъкан, също се оказват ефективни. В много от тези случаи иРНК е капсулирана в липидна наночастица. Това е мастна сфера, която предпазва иРНК от преждевременно разграждане и й помага да навлезе в целевите клетки.
Последните години някои лаборатории се заеха да проектират частици, които биха могли по-добре да трансфектират епителните клетки. Последните изграждат по-голямата част от лигавицата на белите дробове. През 2019 г. бяха създадени наночастици, които могат да доставят иРНК кодираща биолуминесцентен протеин до белодробните клетки. Тези частици са направени от полимери вместо от липиди, което ги прави по-лесни за аерозолиране и вдишване в белите дробове. Необходима е обаче повече работа върху тях, за да се увеличи ефективността им.
В едно от последните проучвания, изследователите се заеха да разработят липидни наночастици, които биха могли да се насочат към белите дробове. Те са съставени от молекули, съдържащи две части. Положително заредена главна група и дълга липидна опашка. Положителният заряд на главната група помага на частиците да взаимодействат с отрицателно заредена иРНК и също така да избягат от клетъчните структури, които ги поглъщат, след като влязат в клетките.
Структурата на липидната опашка междувременно помага на частиците да преминат през клетъчната мембрана. Изследователите излязоха с 10 различни химични структури за липидните опашки, заедно със 72 различни групи за главата. Чрез скрининг на различни комбинации от тези структури при мишки са идентифицирани онези, които е най-вероятно да достигнат до белите дробове.
Ефективна доставка
За да доставят частиците, изследователите са използвали метод, наречен интратрахеална инстилация. Той често се използва като начин за доставяне на лекарства в белите дробове. Сега се работи върху това да се направят по-стабилни наночастици, така че да могат да се аерозолират и вдишват с помощта на пулверизатор.
В по-нататъшни тестове учните показаха, че могат да използват частиците, за да доставят иРНК и кодиращи CRISPR/Cas9 компоненти. Те са предназначени да изрежат стоп сигнал, който е генетично кодиран в белодробните клетки на животните. Когато този стоп сигнал бъде премахнат, се включва ген за флуоресцентен протеин. Измерването на този протеин позволява на изследователите да определят какъв процент от клетките успешно експресират иРНК.
Само след една доза иРНК, около 40% от белодробните епителни клетки са били трансфектирани. Две дози водят до ниво от над 50%, а три дози до 60%. Най-важните мишени за лечение на белодробни заболявания са два вида епителни клетки. Те се наричат клубни и ресничести. Всяка от тях е трансфектирана при около 15%.
Задоволително усвояване
Новите частици се разграждат бързо, което им позволява да бъдат изчистени от белите дробове в рамките на няколко дни. Това намалява риска от възпаление. Те също могат да бъдат доставени многократно на един и същ пациент, ако са необходими повторни дози. Това им дава предимство пред друг подход за доставяне на иРНК, който използва модифицирана версия на безвредни аденовируси. Тези вируси са много ефективни при доставянето на РНК, но не могат да се дават многократно, защото предизвикват имунен отговор в гостоприемника.
Медицински фурор
Това постижение проправя пътя за обещаващи терапевтични приложения за доставка на белодробни гени за различни белодробни заболявания. Тук наблюдаваме редица предимства в сравнение с конвенционалните терапии. Имаме гъвкавост и благоприятен профил на безопасност.
Изследователите се надяват да разработят лечения за други белодробни заболявания, като идиопатична белодробна фиброза, както и иРНК ваксини, които могат да бъдат доставяни директно в белите дробове.
