Ученые напомнили, что технология CRISPR/Cas9 позволяет редактировать определенный фрагмент ДНК и исправлять генетические мутации. Однако до сих пор не было эффективных методов доставки этих «генетических ножниц» в клетку, что оставалось ключевой преградой на пути разработки новых методов терапии.
Проблему удалось решить ученым из Университета имени Сеченова — они разработали новые молекулярные инструменты, которые позволяют доставлять CRISPR/Cas к месту назначения в составе наночастиц. Этот метод универсален, и его можно применять не только при гепатите В, но и для лечения других инфекционных и наследственных заболеваний, а также рака.
Биологические наночастицы можно получать из клеток человека. Выяснилось, что они имеют идеальные свойства для системной доставки — размер примерно 100 нанометров — и отрицательный заряд. Также важной характеристикой наночастиц стала возможность программировать их свойства.
Сначала специалисты провели характеризацию наночастиц с помощью физико-химических методов. Затем разработали технологии для регулируемой упаковки Cas-белков в наночастицы. Но для упаковки второй части системы — РНК-проводника (CRISPR) — были необходимы дополнительные исследования.
Тогда ученые создали новый подход, основанный на небольших модификациях обоих компонентов. Это позволило провести и упаковку Cas-белка, и соупаковку РНК-проводника. В итоге были разработаны четыре генетических технологии для загрузки системы CRISPR/Cas в три вида биологических наночастиц.
Оказалось, что в этом случае наночастицы доставляют CRISPR/Cas до целевой мишени и обеспечивают ее разрезание. Кроме того, они продемонстрировали выраженную противовирусную активность. При использовании наночастиц в течение пяти суток размножение вируса гепатита B снижалась на 90–99%.
По словам ученых, теперь можно взять любую CRISPR/Cas-систему, упаковать и заставить работать на благо человека: исправлять мутации или разрушать вирусы. «Самое главное достоинство CRISPR/Cas-системы в том, что это не инструмент, а платформа: к этим молекулярным ножницам можно присоединять дополнительные функциональные элементы. Можно адаптировать эту систему под решение конкретных практических задач и для лечения множества заболеваний», — сказал завлабораторией генетических технологий ИМПиТМ им. Е.И. Марциновского Сеченовского Университета Дмитрий Костюшев.