11 декабря 2021

Как препараты с мРНК доставляются в клетки

Исследователи выяснили, или доставки генетической информации, что является решающим процессом для разработки новых методов лечения.

Работа ДНК

ДНК (дезоксирибонуклеиновая кислота) содержит генетическую информацию, необходимую для развития и поддержания жизни. Эта информация передается с помощью рибонуклеиновой кислоты (мРНК) для создания белков. Терапевтические средства на основе мРНК могут удовлетворить неудовлетворенные потребности при большом количестве заболеваний, включая рак и сердечно-сосудистые заболевания. мРНК может быть доставлена в клетки, чтобы запустить производство, деградацию или модификацию целевого белка, что невозможно при других подходах.

Эндосмальный побег

LNP расположен на длинном эндосомном канальце (зеленый) вместе с перпендикулярным дисперсным сигналом мРНК (голубой) и, вероятно, представляет собой случай выхода мРНК (фиолетовый). Предоставлено: Марино Зериал / MPI-CBG.

Ключевой проблемой этого метода является возможность доставки мРНК внутрь клетки, чтобы ее можно было транслировать с образованием белка, мРНК может быть упакована в липидные наночастицы (LNP) — маленькие пузырьки жира, которые защищают мРНК и переносят ее в клетки. Однако этот процесс непрост, потому что мРНК должна пройти через мембрану, прежде чем она сможет достичь своего места действия внутри клетки, цитоплазмы.

Исследователи из команды директора MPI-CBG Марино Зериала являются экспертами в визуализации клеточных путей проникновения молекул в клетку, таких как мРНК, с помощью микроскопов с высоким разрешением. Они объединились с учеными из AstraZeneca, которые предоставили исследователям прототипы липидных наночастиц, которые они разработали для терапевтических подходов к отслеживанию мРНК внутри клетки. Исследование опубликовано в Journal of Cell Biology.

«Чтобы быть доставленной, мРНК должна проделать долгий путь. Заключенный в жировой пузырь LNP, он должен сначала попасть в клетку», — объясняет Марино Зериал.

«LNP достигают поверхности клетки, где связываются с рецепторами. Затем они попадают в специальные заключенные в мембраны отсеки, называемые эндосомами. На данный момент мРНК находится внутри клеток, но окружена двумя барьерами: жировым пузырем и стенкой эндосомы или, точнее, мембраной. Задача мРНК состоит в том, чтобы преодолеть оба барьера, чтобы достичь цитоплазмы, где она служит матрицей для создания белков. Мы знаем, что только крошечная часть молекул РНК способна проникать в цитоплазму».

Эндосомы

Молекулы интернализованного груза, такие как LNP, сначала транспортируются в «ранние» эндосомы. Это логистические центры, которые распределяют молекулы груза по разным направлениям в ячейке.

Как препараты с мРНК доставляются в клетки

Они либо рециркулируют молекулы на поверхность клетки, либо разрушают их в поздних эндосомах и лизосомах. До сих пор люди думали, что мРНК ускользает из поздних эндосом, используя их очень кислотное содержание.

  • «С помощью методов микроскопии одиночных молекул, — объясняет Прасат Парамасивам, первый автор исследования, — мы смогли впервые визуализировать мРНК в LNP внутри эндосом клеток. Мы также зафиксировали фактический выход мРНК, который произошел в канальцах рециркулирующих эндосом, которые имеют лишь умеренную кислотность. Наши результаты предполагают, что отправка LNP-мРНК в поздние эндосомы контрпродуктивна для доставки и только увеличивает токсичность клеток», — говорит Зериал. Эти находки помогают более детально понять механизм выхода мРНК из эндосом.
  • Марино Зериал резюмирует: «Система доставки LNP для мРНК требует высоких доз из-за низкой эффективности ускользания через эндосомы. Знание того, куда идет мРНК и как она может выйти из эндосом, позволяет нам разрабатывать лучшие носители для более эффективной доставки при более низких дозах. Мы можем улучшить систему доставки мРНК, чтобы ее можно было использовать в терапевтических целях, например, для лечения рака».

Источник

Метки:



Плохой сон может усугубить заболевание легких

Некоторые пациенты с заболеваниями легких чувствуют себя хуже, чем другие. Может ли быть причиной сон? Согласно исследованию, проведенному исследователями Калифорнийского университета в Сан-Франциско (UCSF), плохой или нарушенный сон может иметь больший эффект, чем история курения, у людей с прогрессирующим заболеванием легких. Исследование показало, что недостаток сна может увеличить вероятность обострения у пациентов с ХОБЛ на…

Скрытая угроза потери слуха

В одном из крупнейших ретроспективных исследований такого рода исследователи проанализировали данные примерно 96 000 ушей и создали модель словесного счета, которая может определять степень скрытой потери слуха или повреждения кохлеарного нерва у людей. Модель оценки слов, которая может оценить степень скрытой потери слуха в человеческом ухе, была создана исследователями из Massachusetts Eye and Ear. Исследователи…

Связь возникновения инсульта с высоким кровяным давлением

Согласно новому исследованию, регулярный дневной сон связан с более высоким риском высокого кровяного давления и инсульта. Исследование Американской кардиологической ассоциации показывает связь между частым сном и высоким кровяным давлением. Частый или обычный дневной сон у взрослых был связан с повышенным на 24% риском инсульта и на 12% более высоким риском развития высокого кровяного давления по…

Чем опасен стресс во время беременности

Исследование также показало, что старшие братья и сестры могут снизить вероятность того, что у их младших братьев и сестер могут быть поведенческие проблемы. Беременные женщины, которые испытывают стресс на протяжении всей беременности, могут иметь проблемы с поведением своего будущего ребенка, хотя это менее распространено, если у них есть брат или сестра. Исследователи из Лейпцига, в…

Обнаружен новый подтип рака высокого риска

Недавно выявленные опухоли, называемые гепатобластомами с признаками гепатоцеллюлярной карциномы, часто не поддаются традиционному лечению и имеют неблагоприятный прогноз при отсутствии более агрессивных хирургических процедур. Новый подтип рака печени у детей с высоким риском был обнаружен с помощью молекулярного профилирования До недавнего времени почти все виды рака печени у детей классифицировались как гепатобластома или гепатоцеллюлярная карцинома….