基于脂质纳米颗粒的核糖核蛋白递送用于体内基因组编辑 环球速讯
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基因疗法是治疗由基因突变引起的多种疾病的潜在模式。虽然它一直是一个多样化和深入研究的领域,但从历史上看,只有极少数患者接受过基因治疗——而且治愈的患者更少。2012年出现的称为CRISPR-Cas9的基因改造技术彻底改变了基因疗法——以及整个生物学——并且它最近进入了治疗人类某些疾病的临床试验。
北海道大学的HarunoOnuma、YusukeSato和HideyoshiHarashima开发了一种基于脂质纳米颗粒(LNP)的新型CRISPR-Cas9递送系统,可以大大提高体内基因治疗的效率。他们的发现发表在《受控释放杂志》上。
Sato解释说:“用基因疗法治疗疾病的方法大致有两种,一种是离体,即在实验室中对细胞进行所需的修饰,然后将其引入患者体内,另一种是体内,即对患者进行治疗。患者改变他们体内的细胞。安全有效的体内治疗是基因治疗的最终愿望,因为这对患者和医疗保健提供者来说是一个简单的过程。LNP可以作为安全有效地递送此类药物的载体疗法。”
RNP-ssODN旨在确保CRISPR-Cas9分子被LNP封装。一旦进入细胞,ssODN就会解离,CRISPR-Cas9就可以发挥作用。图片来源:受控释放杂志(2023)。DOI:10.1016/j.jconrel.2023.02.008
CRISPR-Cas9由一个由Cas9蛋白和引导RNA组成的大分子组成。向导RNA与特定的互补DNA序列结合,Cas9蛋白切割该序列,使其能够被修饰。可以改变指导RNA以靶向要修饰的特定DNA序列。
“在之前的一项研究中,我们发现额外的DNA分子,称为ssODN,确保CRISPR-Cas9分子被加载到LNPs(CRISPR-LNPs)中,”Harashima解释道。“在这项研究中,我们再次使用了ssODN,但它们经过精心设计,不会抑制向导RNA的功能。”
他们使用靶向转甲状腺素蛋白表达的指导RNA,评估了CRISPR-LNP在小鼠模型中的有效性。具有在室温下从指导RNA解离的ssODN的CRISPR-LNP在降低血清转甲状腺素蛋白方面最有效:两次连续给药,间隔一天,将其降低80%。
“我们已经证明了最佳的ssODN序列亲和力,可确保在目标位置加载和释放CRISPR-Cas9;并且该系统可用于在体内编辑细胞,”Onuma总结道。“我们将继续改进ssODN的设计,并开发最佳脂质配方以提高递送效率。”