組織特異性RNA載體給予細胞水平的傳遞確認
無論是核酸酶、免疫刺激還是內體屏障,都不能阻止這些納米載體迅速完成它們指定的周期。安慰的話。但是如果你要發(fā)送基于rna的藥物,你仍然需要某種形式的交付確認。
到目前為止,納米粒子遞送服務已經提供了DNA條形碼,這有點像追蹤號碼,只是需要進行基因測序。不是很方便,也不是很有信息量——不是在細胞層面上。幸運的是,佐治亞理工學院的科學家們發(fā)明了另一種跟蹤技術。
由生物醫(yī)學工程師詹姆斯·e·達爾曼(James E. Dahlman)領導的科學家們開發(fā)出了一種新的篩選方法,可以顯著加快對適合將治療性RNA導入活細胞的納米顆粒的識別。這項技術將允許研究人員一次篩選出數百個納米顆粒,識別它們聚集的器官,并驗證它們能夠成功地將RNA貨物運送到活細胞中。
這項技術于10月1日發(fā)表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上的一篇文章中,題為《在體內高通量功能性mRNA傳遞篩選可用于內皮細胞基因編輯的納米顆?!?。根據這篇文章,Dahlman和他的同事開發(fā)的技術結合了DNA條形碼,但是提供了更好的分辨率和更大的便利。
這篇文章的作者寫道:“我們報告了一個系統(tǒng),該系統(tǒng)能夠同時量化>100脂質納米顆粒(LNPs)是如何傳遞被翻譯成功能蛋白的mRNA的。”“使用該系統(tǒng),我們測量了>250 LNPs如何在體內將mRNA傳遞給多種細胞類型,并識別出7C2和7C3,這兩種LNPs可以有效地將siRNA、單導RNA (sgRNA)和mRNA傳遞給內皮細胞。”
該系統(tǒng)被稱為FIND,用于快速指示納米顆粒的發(fā)現。除了確保每個納米顆粒攜帶一個DNA條形碼外,FIND系統(tǒng)還將一個mRNA片段封裝在納米顆粒中,該mRNA片段被轉化為一種名為Cre的蛋白質。Cre蛋白產生紅光,識別納米顆粒進入的細胞,并成功地傳遞mRNA藥物,使研究人員能夠識別哪些納米顆粒能夠將RNA藥物傳遞到特定器官的細胞。
“FIND將使我們能夠比過去更快、更便宜地找到合適的運營商,”Dahlman說。“因此,我們能夠找到特定組織的攜帶者的幾率應該會大大增加。”
基于RNA和DNA的療法可以治療包括動脈粥樣硬化在內的一系列廣泛的基因疾病,這些療法可能能夠逆轉動脈斑塊的形成。用于將RNA和DNA導入細胞的納米顆粒是由多種成分制成的,這些成分的水平可以變化,從而產生成千上萬種不同的納米顆粒。尋找這些成分的正確組合以靶向特定細胞需要大量的反復試驗發(fā)現過程,這限制了RNA和DNA療法的使用。
DNA條碼技術的應用使得數百種可能的納米顆粒組合可以同時在一只動物身上進行測試,但到目前為止,研究人員只能確定這種組合已經到達了特定的器官。通過檢查器官內的哪些細胞發(fā)出紅光,他們現在可以驗證納米顆粒攜帶條形碼并向細胞內傳遞功能mRNA藥物。
”字段功能已經能夠提供基因藥物肝臟,和我們現在嘗試使用我們的技術提供不同的器官和細胞類型支持療法治療所有類型的細胞在肝臟,”科里西米說,論文的第一作者和博士生Dahlman的實驗室. .“現在我們有一個系統(tǒng),允許我們調查這些問題在一個非常具體的水平分辨率,我們現在想去在其他細胞類型以更有效的方式。”
研究人員相信,他們的技術可以將治療用的RNA和DNA傳遞給多種內皮細胞類型,或許還可以傳遞給免疫系統(tǒng)和其他細胞類型。
在未來的工作中,技術上的挑戰(zhàn)包括證明,識別老鼠器官的親和力可以預測哪些粒子將在人體中發(fā)揮作用,以及這種方法適用于不同類別的基因療法。
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