Исследователи из стоматологического колледжа Колумбийского университета разработали основанную на экзосомах платформу «safeEXO-Cas», которая значительно улучшает доставку компонентов редактирования генома CRISPR/Cas9 в определенные клетки и ткани.

CRISPR/Cas9 — это уникальная технология, которая позволяет генетикам и исследователям-медикам редактировать части генома, удаляя, добавляя или изменяя участки последовательности ДНК. Исследование, опубликованное в Theranostics, демонстрирует потенциал этой инновационной платформы для революции в генной терапии и точной медицине.

Исследование, проведенное доктором Фатемех Момен-Херави, основателем и директором исследовательской группы рака головы и шеи в Комплексном онкологическом центре Герберта Ирвинга, а первым автором является доктор Сунил Дубей, младший научный сотрудник Школы Мэйлмана Колумбийского университета. Департамент общественного здравоохранения использует экзосомы — везикулы природного происхождения — в качестве эффективных, неиммуногенных средств доставки компонентов CRISPR/Cas9.

Экзосомы показали себя многообещающими в преодолении ограничений современных вирусных и невирусных методов доставки, таких как иммуногенность, ограниченная грузоподъемность и нецелевые эффекты.

Доктор Момен-Херави подчеркнул потенциальное влияние платформы на лечение генетических заболеваний. «Предоставляя целенаправленный, эффективный и безопасный метод доставки CRISPR/Cas9, мы потенциально можем лечить широкий спектр генетических нарушений. Возможность настраивать экзосомы для конкретных тканей открывает новые возможности для точной медицины», — сказала она.

В исследовании принимал участие доктор Акива Минц, исследователь-трансляционист из отделения радиологии Медицинского центра Колумбийского университета. Междисциплинарные усилия подчеркивают важность объединения опыта из разных областей для достижения новаторских результатов.

Исследователи продемонстрировали, что SafeEXO-Cas может доставлять как компоненты CRISPR/Cas9, включая единую направляющую РНК, так и шаблоны одноцепочечной ДНК, которыми можно манипулировать, чтобы они могли стать многообещающими средствами доставки лекарств для редактирования генов in vitro и in vivo по требованию. . Примечательно, что они разработали безопасный EXO-Cas для экспрессии интегрина альфа6, повышая его сродство к эпителиальным клеткам легких и обеспечивая эффективное редактирование генов в легочной ткани с минимальными побочными эффектами.

«Наше исследование демонстрирует платформу SafeEXO-Cas как масштабируемый и эффективный метод целевого редактирования генов», — сказал доктор Момен-Херави. «Мы разработали экзосомы для экспрессии тканеспецифичных фрагментов, увеличивая их поглощение клетками-мишенями и сводя к минимуму нецелевые эффекты. Это представляет собой значительный шаг вперед в области генной терапии».

Результаты исследования подчеркивают универсальность и эффективность платформы SafeEXO-Cas. В экспериментальных моделях платформа успешно редактировала ген EMX1 в легочной ткани, не вызывая заболеваемости или значительного иммунного ответа.

Этот прорыв открывает путь для дальнейших исследований и клинических применений, давая надежду пациентам с генетическими заболеваниями, для которых в настоящее время не существует эффективных методов лечения.