Недавнее исследование с участием учёных из Базельского университета показало, что замедление внутриклеточного транспорта препаратов на основе РНК может значительно повысить их эффективность. Эти перспективные терапевтические средства в настоящее время используются для лечения редких генетических заболеваний.
Современная медицина: персонализированные методы лечения
В современной медицине персонализированные методы лечения становятся всё более важными, особенно при лечении генетических заболеваний. Одним из таких перспективных подходов является использование так называемых антисмысловых олигонуклеотидов (ASO). Эти небольшие синтетические молекулы специфически вмешиваются в клеточный метаболизм, предотвращая выработку белков, вызывающих заболевание. Такие терапии на основе РНК уже успешно применяются для лечения ранее неизлечимых генетических заболеваний, таких как боковой амиотрофический склероз (ALS) и мышечная дистрофия Дюшенна.
Проблема доставки препаратов
Однако ключевой проблемой является то, что большинство ASO не достигают своей цели внутри клетки и, следовательно, не могут реализовать свой полный терапевтический потенциал. В совместном исследовании, опубликованном в Nature Communications, международная группа учёных, включая профессора Анны Спанг из Биоцентра Базельского университета и учёных из Roche, использовала технологию CRISPR/Cas9 для выявления факторов, существенно влияющих на активность ASO.
Выводы исследования
Результаты открывают новые возможности для повышения эффективности РНК-терапии и ускорения их разработки. Антисмысловые нуклеотиды — это крошечные, специально разработанные генетические фрагменты, которые связываются со специфическими молекулами РНК внутри клетки, тем самым нарушая синтез белка. После введения большинство ASO поглощаются клеткой и достигают сортировочных станций клетки, так называемых эндосом, через небольшие транспортные везикулы.
Чтобы оказать терапевтическое действие, они должны выйти из эндосом. В противном случае они объявляются «клеточным мусором» и быстро транспортируются в лизосомы для деградации. Поскольку лишь небольшая часть ASO успевает выйти, их общая эффективность ограничена.
Вероятность выхода ASO из эндосом тесно связана со скоростью внутриклеточного транспорта: чем дольше они остаются в эндосоме, тем больше у них времени для выхода. Используя геномный скрининг CRISPR/Cas9, исследователи систематически отключали тысячи генов, чтобы изучить их влияние на эффективность ASO.
«Мы выявили большое количество генов, которые либо улучшают, либо ухудшают активность ASO», — говорит доктор Лиза Малонг, ведущий автор и исследователь из Roche. «Многие из этих генов участвуют во внутриклеточном транспорте ASO».
Команда также обнаружила, что ген AP1M1 играет ключевую роль в этом процессе: он регулирует транспорт из эндосомы в лизосому. «Выборочно отключая этот ген, ASO остаются в эндосомах дольше», — объясняет старший соавтор доктор Филип Рудникы, также исследователь из Roche. «Это увеличивает их шансы на выход из эндосом и проявление эффективности».
В клеточных культурах и на мышиной модели этот подход значительно улучшил эффективность ASO без необходимости увеличения дозировки. Исследование предоставляет всесторонний обзор генов, которые модулируют активность ASO, и демонстрирует, что замедление эндосомального транспорта может повысить терапевтическую эффективность ASO.
«Ключ к более эффективным методам лечения лежит не только в самом лекарстве, но и во внутриклеточном транспорте», — добавляет Спанг. «Эта концепция может применяться и к другим лекарствам, а также к бактериальным и вирусным патогенам. Сокращение времени пребывания патогенов в эндосомах может снизить их шансы на выход и репликацию внутри клетки. Это может стать новой стратегией в борьбе с инфекциями».
Предоставлено Базельским университетом.