Липидоподобные наночастицы доставили в клетки мыши РНК для лечения гемофилии

Терапия с помощью матричной РНК (мРНК) может быть эффективным методом лечения различных генетических заболеваний. Однако сложной задачей остается доставка мРНК в клетки. Ученые из Университета Огайо синтезировали липидоподобные наночастицы (LLN), позволяющие доставлять мРНК in vivo.

Целью эксперимента было лечение гемофилии и избыточного накопления холестерина в сосудах на мышиных моделях. Гемофилия вызывается мутациями в Х-хромосоме, ведущими к нарушению синтеза белков — факторов свертывания крови (hFVIII, hFIX, hFXI). Избыточное накопление холестерина может быть вызвано повышенной из-за мутаций активностью гена pcsk9.

В качестве основы для синтеза компонентов наночастиц исследователи выбрали производное N¹,N³,N⁵-трис(2-аминоэтил)бензен-1,3,5-трикарбоксамида (ТТ) — ТТ3. Ранее они же показали, что наночастицы, состоящие из ТТ3, способны переносить мРНК. Проведя одноступенчатое восстановительное аминирование ТТ3 с различными жирными альдегидами, авторы работы получили 10 новых соединений, которые обозначили FTT1–10. Затем FTT соединялись с мРНК, образуя липидоподобные наночастицы FTT1–10 LNN.

Для проверки способностей наночастиц к транспортировке мРНК использовали FTT LNN, несущие мРНК светлячковой люциферазы. Такими наночастицами обрабатывали культивируемые клетки гепатоцеллюлярной карциномы линии Hep3B и замеряли уровень экспрессии люциферазы в клетках. Для всех новых наночастиц этот уровень был сопоставим с TT3, что дало основания для продолжения исследований in vivo. Мышам LNN вводили внутривенно. Уровни биолюминесценции в различных органах замеряли спустя 6 часов, причем у мышей из группы FTT5 LNN они были самыми высокими. Так, уровень экспрессии люциферазы в печени в группе FTT5 по сравнению с ТТ3 был больше примерно в два раза, что говорит о более эффективной доставке мРНК в печень. Именно FTT5 был выбран для дальнейших исследований.

Чтобы оценить эффективность доставки мРНК фактора свертывания hFVIII в FTT LNN, их вводили мышам дикого типа и мышам с гемофилией. Уровень hFVIII в крови измеряли через 6 и 12 часов после введения; у мышей с гемофилией он составил соответственно 73% и 90% от нормы. Гистологический анализ тканей не выявил у мышей патологических изменений.

Авторы также проверили, способны ли наночастицы на основе FTT5 доставлять в клетку мРНК, которые кодируют инструменты для редактирования генома — редактор оснований, заменяющий в ДНК таденин на гуанин, и гидовую РНК, нацеленную на pcsk9. Эффективность редактирования оценивалась таргетным секвенированием тканей печени; оказалось, что использование FTT5 повышает ее в полтора раза по сравнению с ТТ3: 60% против 40%. Анализ показал медиану эффективности при дозировках менее 0,125 мг/кг — это лучше всех ранее достигнутых результатов при редактировании оснований in vivo.

Успешное применение LNN создает базу для дальнейшего развития мРНК терапии. «По результатам этой работы мы уменьшили потенциальные побочные эффекты и токсичность, расширили границы возможностей терапии. Это дает нам уверенность для продолжения исследований на более крупных животных, а в будущем и для клинических испытаний», — сказал руководитель работы Ичжоу Дун.

Дун и первый автор Синьфу Чжан указаны как изобретатели в патентных заявках, поданных университетом. Технология лицензирована для дальнейшей разработки клинического применения, сообщается в пресс-релизе университета.

О других примерах использования LNN для доставки РНК в терапевтических целях на PCR.news.