Разработана новая капсула для доставки CRISPR-Cas

Систему CRISPR-Cas часто доставляют в клетки с помощью вирусных векторов, безопасность которых вызывает сомнения. Существует другой способ — полимерные капсулы или липосомы. Американские ученые сумели получить безопасную и надежную капсулу для доставки ровно одного комплекса Cas9 и гидовой РНК.

Изображение:
molekuul_be | Shutterstock.com

Капсулы для доставки системы CRISPR-Cas считаются более безопасным вариантом для терапевтического редактирования, чем вирусные векторы, но они могут быть токсичны, нестабильны или малоспецифичны. Крупные (100 нм в диаметре и более) наночастицы плохи тем, что в них попадают различные количества «груза». Ученые из Университета Висконсина (США) разработали новую капсулу, которая сводит к минимуму риски и обеспечивает контролируемую стехиометрию. Каждая наночастица доставляет один рибонуклеопротеидный (РНП) комплекс — нуклеазу Cas9, связанную с одноцепочечной гидовой РНК.

Чтобы исправить гетерогенность поверхности РНП, исследователи «одели» его мономерами двух типов, анионными и катионными: они связываются с РНП и покрывают его со всех сторон. Затем проводится полимеризация мономеров, так что вокруг РНП образуется полимерная капсула диаметром около 25 нм. Мономеры были подобраны так, чтобы связи между ними разрушались глутатионом — трипептидом, концентрация которого в цитоплазме в тысячу раз больше, чем в крови. Наночастица захватывается в эндосому клетки, выходит из нее за счет эффекта протонной губки, а затем глутатион высвобождает Cas9 с гидовой РНК. Чтобы доставить Cas9 в ядро, белок модифицировали, добавив сигналы ядерной локализации.

Полученная система показала эффективность геномного редактирования, сравнимую с лучшими коммерчески доступными препаратами, и меньшую токсичность. Кроме того, новые капсулы, в отличие от липосом, можно замораживать и размораживать. В экспериментах in vivo на мышах после инъекций нанокапсул были успешно отредактированы гены в пигментном эпителии сетчатки и в мышцах.

Ученые особо отмечают легкость модификации своей системы: изменение полимеров капсулы дает возможность менять ее кинетические параметры и, может быть, позволит доставлять систему CRISPR-Cas в определенные ткани.

Источник

Shaoqin Gong et al. // A biodegradable nanocapsule delivers a Cas9 ribonucleoprotein complex for in vivo genome editing // Nature Nanotechnology, 2019; DOI: 10.1038/s41565-019-0539-2

Добавить в избранное

Вам будет интересно