Современные методы генной терапии для лечения серповидноклеточной анемии сложны, требуют много времени и иногда связаны с серьезными побочными эффектами, такими как бесплодие или рак крови. Для решения этих проблем исследователи из Университета Джонса Хопкинса разработали специальные наночастицы, которые могут направлять генную терапию непосредственно в различные типы клеток костного мозга для исправления мутаций, вызывающих заболевание.

«Этот подход к редактированию генов позволит пациентам получать лекарство посредством переливания крови», — сказал ведущий автор исследования Сичжэнь Лянь, научный сотрудник Института нанобиотехнологий Инженерной школы Уайтинга Университета Джонса Хопкинса и Медицинской школы Джонса Хопкинса.

«Это позволяет избежать длительного и сложного процесса многих современных методов генной терапии, снижая нагрузку на пациентов и систему здравоохранения, а также сводя к минимуму побочные эффекты лечения».

Их результаты опубликованы в журнале Nature Nanotechnology.

Исследовательская группа, в которую вошли ученые из Техасского университета Юго-Западного медицинского центра, Детской исследовательской больницы Св. Иуды, Гарвардского университета и Медицинской школы Джонса Хопкинса, использовала CRISPR/Cas и базовые методы редактирования генов в мышиной модели серповидноклеточной анемии , чтобы активировать форму гемоглобина и исправить мутацию серповидных клеток. Группа также обнаружила, что этот подход эффективен в воздействии на клетки лейкемии.

«Одна из проблем, с которой мы столкнулись, заключается в том, что популяция стволовых клеток очень мала; только 0,1% клеток в костном мозге являются стволовыми клетками. Они также защищены в микросреде, которая может препятствовать поступлению лекарств из кровотока», — сказал Лиан.

Команда решила эту проблему, добавив специальную молекулу жира в свои крошечные частицы доставки. Эта новая молекула помогла частицам доставки найти и прочно прикрепиться к стволовым клеткам , доставляя важную генную терапию.

Следующий шаг команды — оптимизировать эту технологию на гуманизированной модели животных, которая может лучше имитировать клинические сценарии, поскольку в настоящее время они работают исключительно с клетками и компонентами крови грызунов. Гуманизированные модели животных были генетически модифицированы для экспрессии человеческих генов, клеток и белков, что позволяет исследователям изучать человеческие заболевания в живой системе, которая очень похожа на человеческую.

«Наш подход обещает помочь пациентам избежать инвазивных процедур лечения, что значительно снизит побочные эффекты рака крови, поскольку не происходит случайной вставки гена в гены пациента. Мы нацелены на конкретный ген, который вызывает заболевание, и все», — сказал Лиан. «Единственный способ вылечить такие генетические заболевания — исправить генетическую мутацию в популяциях стволовых клеток».