Золотые наночастицы, CRISPR безопасно и эффективно редактируют стволовые клетки крови. Ученые из Онкологического исследовательского центра Фреда Хатчинсона (Fred Hutchinson Cancer Research Center) провели генную терапию более практичной, упрощая способ доставки инструментов для редактирования генов в клетках. Результаты исследования опубликованы в научном журнале Nature Materials.
Введение
Впервые наночастицы золота, содержащие CRISPR, были использованы для редактирования генов в стволовых клетках крови. Наночастицы золота помогли успешно редактировать гены в стволовых клетках крови без токсических эффектов.
«По мере того, как генная терапия проходит через клинические испытания и становится доступной для пациентов, нам необходимо более практический подход», – объясняет автор исследования Дженнифер Адэйр (Jennifer Adair). «Я хотела найти что-то более простое, что могло бы пассивно доставлять инструмент для редактирования генов в стволовые клетки крови».
Несмотря на то, что CRISPR ускорил и упростил точную доставку генетических модификаций в геном, все еще существуют некоторые недоработки. Чтобы заставить клетки принять инструменты редактирования генов CRISPR, требуется небольшой электрический шок, который может повредить и даже убить клетки. И если требуется точное редактирование генов, то для их доставки должны быть сконструированы дополнительные молекулы, что увеличивает стоимость и время.
Наночастицы золота являются многообещающей альтернативой, поскольку поверхность этих крошечных сфер (размером примерно в 1 миллиардную часть зерна поваренной соли) позволяет другим молекулам легко прилипать к ним и оставаться на их поверхности.
Результаты научной работы
«Мы разработали наночастицы золота, чтобы была возможность проникнуть через клеточную мембрану, уклоняясь от клеточных органелл, которые стремятся уничтожить наночастицы золота, и направиться прямо к ядру клетки, чтобы редактировать гены», – объясняет Дженнифер Адэйр.
Ученые обнаружили, что определенный размер – 19 нанометров в ширину, наилучшим образом может доставлять наноматериалы для редактирования генов на поверхность частиц, при этом оставаясь достаточно маленьким, чтобы клетки могли их поглотить.
Исследователи изолировали стволовые клетки крови с помощью белкового маркера на их поверхности, называемого CD34. CD34-позитивные клетки содержат кроветворные клетки-предшественники.
«Эти клетки ежедневно пополняют кровь в организме, что делает их хорошим кандидатом на однократную генную терапию, потому что она будет длиться всю жизнь, поскольку клетки заменяют себя», – объясняет Адэйр.
Наблюдая за стволовыми клетками человеческой крови в чашке Петри, исследователи обнаружили, что полностью загруженные наночастицы золота естественным образом поглощаются клетками в течение 6 часов, и в течение 24-48 часов происходит редактирование генов.
Авторы другого исследования утверждают, что стволовые клетки волосяных фолликулов могут помочь в лечении рассеянного склероза.
