Ученые утроили эффективность CRISPR с помощью новой системы доставки

Нанокапсулы с ДНК-оболочкой значительно улучшили доставку CRISPR, утроив эффективность редактирования генов. Фото: Shutterstock

Химики из Северо-Западного университета разработали новую наноструктуру, которая кардинально улучшает доставку системы CRISPR и потенциально расширяет сферу её применения.

Новая система, называемая липидными наночастицами сферических нуклеиновых кислот (LNP-SNAs), переносит полный комплект инструментов для редактирования генов — ферменты Cas9, направляющую РНК и шаблон для репарации ДНК — в защитной оболочке из ДНК. Эта ДНК-оболочка не только защищает груз, но и определяет, в какие органы и ткани направляются наночастицы, а также облегчает их проникновение в клетки.

В лабораторных тестах на различных типах человеческих и животных клеток LNP-SNAs проникали в клетки в три раза эффективнее, чем стандартные липидные частицы, используемые в вакцинах против COVID-19. Новая система также демонстрировала значительно меньшую токсичность и утраивала эффективность редактирования генов. Точность репарации ДНК увеличилась более чем на 60% по сравнению с существующими методами.

«CRISPR — невероятно мощный инструмент, который может исправлять дефекты генов, снижать восприимчивость к болезням и даже устранять сами заболевания, — заявил руководитель исследования Чад А. Миркин. — Но доставить CRISPR в нужные клетки и ткани крайне сложно. Использование SNAs для доставки machinery редактирования генов позволяет максимизировать эффективность CRISPR».

Исследование, опубликованное 5 сентября в Proceedings of the National Academy of Sciences, открывает путь к созданию более безопасных и надежных генетических лекарств. Технология уже коммерциализируется биотехнологическим стартапом Flashpoint Therapeutics с целью скорейшего перехода к клиническим испытаниям.

CRISPR обладает потенциалом для революции в медицине, но требует эффективной системы доставки в целевые клетки. Традиционные методы используют вирусные векторы (эффективные, но вызывающие иммунный ответ) и липидные наночастицы (более безопасные, но неэффективные). Новая система LNP-SNAs сочетает преимущества обоих подходов.