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纳米药物实现纠正肝细胞的致病性突变

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脂质纳米粒(LNP)技术使小干扰siRNA药物的临床转化及其首次获得FDA批准成为可能。该纳米药物用于治疗由胸腺肽介导的遗传性淀粉样变性引起的多发性神经病。它依赖于静脉滴注后高效的LNP介导的siRNA进入肝细胞,从而抑制病理蛋白的产生。LNP系统还允许信使RNA(mRNA)的包封以诱导治疗蛋白的产生,并允许基因编辑复合物在全身给药后纠正肝细胞的致病性突变。然而,在肝脏以外的组织器官中实现与治疗相关的基因调控仍是一个谜。
  在自然纳米技术的最新阶段,提出了一种选择性器官靶向(sort)方法。通过生物工程诱导含核酸的LNPS对肝、脾、肺特异性基因进行调控。LNP体系通常由磷脂、胆固醇、聚乙二醇(PEG)和可电离阳离子脂质组成。每个LNP组分及其摩尔比均已优化,以确保有效的核酸输送到肝细胞。特别是合理设计和选择可离子化阳离子脂质(或类脂)文库,对于实现肝基因沉默在临床应用中具有重要意义。最有效的离子化阳离子脂质,其特征是pKa值在6.2到6.5之间,具有三个功能:(1)在LNP生产过程中,酸性pH下的质子化叔胺脂质头促进其与负电荷核酸的结合;(2)在生理pH下,邻近的非带电脂质保证了中性表面电荷的净存在,从而减少免疫反应和周期时间的延长;(3)细胞摄取正电荷脂质促进膜融合和有效的胞质传递。
  在这种方法中,作者添加五分之一的脂质成分,通过静脉注射传递功能性信使RNA或基因编辑的复杂特异性组织。使用一个快速的混合过程,这种SORT脂质 (永久的阳离子和阴离子或可质子化的阳离子)和不同摩尔比的其他材料生成一个脂质体文库,包载mRNA编码荧光素酶进行体内筛选通过增加1,2-二烯-3-三甲基氨基丙烷(DOTAP)的摩尔百分比(0-100%),静脉注射后荧光素酶的表达可从肝脏转移到脾脏和肺。在LNPS中,加入10-40%的永久性阴离子脂质1,2-二烯二醛酶-sn-甘油-3-磷酸(18pa)在脾脏中特异表达荧光素酶。添加20%的其它可电离阳离子脂质,如1,2-二烯基-3-二甲氨基甲烷-丙烷(dodap),并没有改变其生物学分布,但增加了对肝脏的mRNA传递。将LNP与其他永久性带电或可电离的阳离子脂质进行功能化,导致器官表达的类似变化,并显示出与脂质相关的方式,从而证实了该方法的普遍性。值得注意的是,类lnp的功效离不开可电离阳离子脂质包合物。rt-lnp筛选结果表明,基于荧光素酶的筛选能够产生连续的治疗蛋白,且无明显毒性。重要的是,sort方法还允许调节LNPS组织特异性荧光素酶表达,使其与临床批准的onpattro配方相同。
  Cheng等人。还报道了利用sort-LNPS进行组织特异性CRISPR/CAS基因编辑。与治疗性基因沉默或表达相比,基于CRISPR/CAS的基因编辑至少需要两个组成部分:引导RNA(gRNA)识别靶DNA和CAS核酸酶识别双链断裂。作者合成了含有gRNA和cas9 mRNA或gRNA/cas9mrna蛋白复合物的LNPS,并编辑了肝外组织中的基因。在td蕃茄小鼠中,不同种类的LNP可选择性地诱导肝、肺和脾的特异性基因编辑。此外,我们还展示了内源性靶基因(PTEN)和治疗性靶基因(PCSK9)的组织特异性编辑。郑等研究的主要创新点。是复杂报表模型中的系统LNP筛选方法。Sago等人报道了一种类似的方法,称为纳米颗粒传递的快速识别(FIND)他们的策略包括筛选数以百计的LNP,以确定一个有效的公式,使用精心设计的DNA条形码将功能性mRNA(和其他RNA疗法)传递到各种组织。
  出国看病服务机构携康国际了解到,LNP技术可以直接在特定组织(和细胞)中实现治疗性基因调节的前提是令人兴奋的,因为它可能使器官特异性基因治疗成为囊性纤维化(肺)、淋巴瘤(脾)或免疫紊乱的可能。虽然作者推测有明显的PKA改变和独特的蛋白冠,但需要精确的机制研究来揭示排序修饰如何将LNPS定向到特定组织。根据这一观点,以前有报道称调节mRNA脂质复合物的净电荷可以调节组织特异性抗原提呈细胞中荧光素酶的表达。全身给药后,阳性mRNA脂质复合物主要在肺组织中表达,而阳离子脂质含量的降低使其表达转移到脾脏。进一步研究LNP的器官和组织特异性使进一步的微调成为可能。然而,为了合理设计非肝治疗性基因修饰器官的LNP转化公式,需要深入研究其可能的免疫原性和输注相关效应。
本文为海外就医科普文章,内容仅供阅读参考,不作为任何疾病治疗的指导意见。
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