Нанокапсула, доставляющая в мозг инструмент для редактирования генов CRISPR, может быть использована для лечения одной из самых агрессивных форм рака мозга, называемой глиобластомой. В ходе испытаний на мышиных моделях этого заболевания метод остановил развитие опухоли и продлил жизнь. Исследование опубликовано в журнале Scientific Advances.
CRISPR – это инструмент для добавления, удаления или изменения генетического материала внутри клеток, который имеет большие перспективы для лечения некоторых заболеваний. Он точен и дешев по сравнению с другими методами редактирования генов, но в настоящее время его трудно использовать в мозге.
Большинство методов воздействия на мозг предполагают либо прямую инъекцию в ткани мозга, либо введение CRISPR в вирусы, не вызывающие заболевания, и последующее введение их в кровоток. Эти методы имеют существенные недостатки, включая потенциальное повреждение тканей мозга или, в случае с вирусами, сложность точной доставки, что означает повышенный риск серьезных побочных эффектов, таких как непреднамеренные генетические мутации.
Упаковывая CRISPR в специально разработанные нанокапсулы – крошечные, нетоксичные полимерные пузырьки – исследователи смогли решить эти проблемы в других частях тела, но при использовании этой технологии в мозге возникли проблемы. Во многом это связано с тем, что им трудно преодолеть гематоэнцефалический барьер. Кровеносные сосуды в мозге менее пористые, чем в других частях тела, это обычно помогает защититься от вредных захватчиков.
“Заболевания мозга, включая опухоли мозга, особенно трудно поддаются терапевтическому воздействию из-за барьера между кровью и мозгом”, — рассказывает нейрохирург Димитрис Плакантонакис из Медицинской школы Гроссмана при Нью-Йоркском университете.
Теперь Ян Цзоу из Объединенного центра биомедицинских инноваций Университета Хэнань-Маккори в Китае и его коллеги разработали новый вид нанокапсул, которые смогли преодолеть этот барьер и провести CRISPR-терапию у мышей с опухолями мозга.
В данном случае исследователи использовали CRISPR для воздействия на ген под названием PLK1, который регулирует развитие новых клеток, а при глиобластоме работает в усиленном режиме.
В ходе исследования увеличение опухоли у мышей, получивших одну инъекцию в хвост, прекратился, и средняя продолжительность их выживания составила 68 дней, по сравнению с 24 днями и менее в контрольных группах, получивших микрокапсулы, содержащие либо ненацеленный генетический материал, либо физиологический раствор. Более того, новый метод вызвал незначительные – менее 0,5 процента – нежелательные генетические мутации в тканях, где вероятность их возникновения выше.
Размер нанокапсулы составляет около 30 нанометров, что гораздо меньше, чем у многих используемых в настоящее время нанокапсул, размер которых зачастую составляет от 100 до 500 нанометров. Она также имеет почти нейтральный заряд. Положительно заряженные наночастицы токсичны для организма, поэтому они обычно становятся мишенью и разрушаются в кровотоке.
