Эта методика РНКА на основе может сделать генную терапию более эффективной,

Доставка функциональных генов в клетки для замены мутировавших генов, подход, известный как генная терапия, обладает потенциалом для лечения многих видов заболеваний. Самые ранние попытки доставки генов в больные клетки были сосредоточены на ДНК., но многие ученые сейчас изучают возможность использования вместо этого РНК., что может обеспечить повышенную безопасность и упрощение доставки..

Инженеры-биологи Массачусетского технологического института теперь разработали способ регулировать экспрессию РНК, когда она попадает в клетки., давая им точный контроль над дозой белка, которую получает пациент.. Эта технология может позволить врачам более точно адаптировать лечение для отдельных пациентов., а также предлагает способ быстро отключить гены, если необходимо.

«Мы можем очень дискретно контролировать, как экспрессируются разные гены.,» говорит Джейкоб Бекрафт, аспирант Массачусетского технологического института и один из ведущих авторов исследования, который появляется в октябре. 16 вопрос Природа Химическая Биология. "Исторически, генная терапия столкнулась с проблемами безопасности, но с новыми достижениями в синтетической биологии, мы можем создать совершенно новые парадигмы «умной терапии», которые активно взаимодействуют с собственными клетками пациента для повышения эффективности и безопасности».

Бекрафт и его коллеги из Массачусетского технологического института основали компанию для дальнейшего развития этого подхода., с первоначальным упором на лечение рака. Тайлер Вагнер, недавний лауреат докторской степени Бостонского университета, также является ведущим автором статьи. Тасуку Китада, бывший постдок Массачусетского технологического института, и Рон Вайс, профессор биологической инженерии Массачусетского технологического института и член Института Коха., являются старшими авторами.

Цепи РНК

На данный момент лишь несколько методов генной терапии были одобрены для использования на людях., но ученые работают над и тестируют новые методы генной терапии таких заболеваний, как серповидноклеточная анемия., гемофилия, и врожденные заболевания глаз, среди многих других.

Как инструмент генной терапии, С ДНК может быть сложно работать. При переноске синтетическими наночастицами, частицы должны доставиться к ядру, что может быть неэффективно. Вирусы гораздо эффективнее доставляют ДНК; тем не мение, они могут быть иммуногенными, трудный, и дорого производить, и часто интегрируют свою ДНК в собственный геном клетки., ограничение их применимости в генетической терапии.

РНК посыльного, или мРНК, предлагает более прямой, и непостоянный, способ изменить экспрессию генов клеток. Во всех живых клетках, мРНК переносит копии информации, содержащейся в ДНК, в клеточные органеллы, называемые рибосомами., которые собирают белки, кодируемые генами. Следовательно, путем доставки мРНК, кодирующей определенный ген, ученые могут стимулировать выработку желаемого белка без необходимости переносить генетический материал в ядро ​​клетки или интегрировать его в геном..

Помочь сделать генную терапию на основе РНК более эффективной, Команда Массачусетского технологического института намеревалась точно контролировать производство терапевтических белков, как только РНК попадает внутрь клеток.. Для того, чтобы сделать это, они решили адаптировать принципы синтетической биологии, которые позволяют точно программировать синтетические цепи ДНК, к РНК.

Новые схемы исследователей состоят из одной цепи РНК, которая включает гены нужных терапевтических белков, а также гены РНК-связывающих белков., которые контролируют экспрессию терапевтических белков.

«Из-за динамического характера репликации, производительность цепей можно настроить так, чтобы разные белки могли экспрессироваться в разное время., все из одной цепи РНК,— говорит Бекрафт.

Это позволяет исследователям включить цепи в нужное время с помощью «малых молекул» лекарство, которые взаимодействуют с РНК-связывающими белками. Когда лекарственное средство, такие как доксициклин, который уже FDA утвержденных, добавляют к клеткам, он может стабилизировать или дестабилизировать взаимодействие между РНК и РНК-связывающих белков, в зависимости от того, как разработана схема. Это взаимодействие определяет, является ли блок белки экспрессии гена РНК или нет.

В предыдущем исследовании, Исследователи также показали, что они могут встроить в свои схемы клеточную специфичность., так что РНК становится активной только в клетках-мишенях.

Борьба с раком

Компания, которую основали исследователи, Стрэнд Терапевтика, сейчас работает над адаптацией этого подхода к иммунотерапии рака — новой стратегии лечения, которая включает в себя стимуляцию собственной иммунной системы пациента для атаки на опухоли..

Использование РНК, Исследователи планируют разработать схемы, которые смогут избирательно стимулировать иммунные клетки атаковать опухоли., что делает возможным опухолевые клетки-мишени, которые метастазы в трудных для доступа к частям тела. Например, оказалось трудно целевой раковые клетки, такие, как поражения легких, мРНК из-за риска разжиганию легочной ткани. Использование схем РНК, исследователи сначала доставить их лечение целевых типов раковых клеток в легких, и через их генетическую схему, РНК активирует Т-клетки, которые могут лечить метастазы раковой опухоли в других частях тела.

«Мы надеемся вызвать иммунный ответ, который сможет обнаружить и вылечить остальные метастазы по всему организму.,— говорит Бекрафт. «Если вы можете вылечить один участок рака, тогда ваша иммунная система позаботится обо всем остальном, потому что теперь у вас выстроен иммунный ответ против него».

Использование этих типов цепей РНК, врачи смогут корректировать дозировки в зависимости от реакции пациента, Исследователи говорят,. Схемы также обеспечивают быстрый способ отключить терапевтическое производство белка в тех случаях, когда иммунная система пациента становится чрезмерной стимуляцией, которые могут быть потенциально смертельным исходом.

В будущем, исследователи надеются разработать более сложные схемы, которые могут быть как диагностические и терапевтические - первого обнаружения проблемы, такие как опухоль, и затем производить соответствующий препарат.

Источник:

HTTP://news.mit.edu, Энн Трэфтону