Perfuzia IV permite editarea genei fibrozei chistice în celulele stem pulmonare

Dezvoltarea instrumentelor de editare a genelor, care permit țintirea și corectarea specifică a mutațiilor, dețin promisiunea de a ne permite să corectăm acele mutații care cauzează boli genetice. Cu toate acestea, tehnologia există de ceva vreme – doi cercetători au fost esențiali pentru dezvoltarea sa în 2020 –și au fost doar câteva cazuri unde editarea genelor a fost folosită pentru a viza bolile.

Unul dintre motive pentru aceasta este provocarea de a viza anumite celule dintr-un organism viu. Multe boli genetice afectează doar un anumit tip de celulă, cum ar fi globulele roșii din anemia secerică sau un țesut specific. În mod ideal, pentru a limita potențialele efecte secundare, am dori să ne asigurăm că editarea are loc în țesutul afectat pentru a avea un impact, minimizând în același timp editarea în altă parte pentru a limita efectele secundare. Dar capacitatea noastră de a face acest lucru a fost limitată. În plus, multe dintre celulele afectate de boli genetice sunt mature și au încetat să se divizeze. Așadar, fie trebuie să repetăm ​​tratamentele de editare a genelor la infinit, fie să găsim o modalitate de a viza populația de celule stem care produce celulele mature.

Joi, o echipă de cercetare din SUA a declarat că a făcut experimente de editare a genelor care au vizat o boală genetică de profil înalt: fibroza chistică. Tehnica lor vizează în mare măsură țesutul cel mai afectat de boală (plămânul) și apare în populațiile de celule stem care produc celule pulmonare mature, asigurându-se că efectul este stabil.

Devenind specific

Fundamentul noii lucrări este tehnologia care introduce ARNm-urile vaccinurilor ARNm COVID-19 în interiorul celulelor. Acizii nucleici ai unui ARNm sunt molecule mari cu o mulțime de bucăți încărcate, ceea ce le face dificil să traverseze o membrană pentru a pătrunde în interiorul unei celule. Pentru a depăși această problemă, cercetătorii împachetează ARNm într-o bule de lipide, care apoi pot fuziona cu membranele celulare, aruncând ARNm în interiorul celulei.

Acest proces, după cum notează cercetătorii, are două avantaje foarte mari: știm că funcționează și știm că este sigur. „Peste un miliard de doze de vaccinuri cu nanoparticule lipidice-ARNm COVID-19 au fost administrate intramuscular în întreaga lume”, scriu ei, „demonstrând o siguranță și eficacitate ridicate susținute prin dozare repetabilă”. (Ca o parte, este interesant să contrastăm viziunea comunității de cercetare asupra vaccinurilor ARNm cu conspirațiile care circulă pe scară largă în rândul publicului.)

Există un factor important care nu contează pentru livrarea vaccinului, dar contează pentru editarea genelor: nu sunt deosebit de agitați cu privire la celulele pe care le țintesc pentru livrare. Deci, dacă doriți să vizați ceva de genul celulelor stem din sânge, atunci trebuie să modificați particulele de lipide într-un fel pentru a le face să țintească în mod preferențial celulele la alegere.

Există o mulțime de idei despre cum să faceți acest lucru, dar echipa din spatele acestei noi lucrări a găsit una relativ simplă: schimbarea cantității de lipide încărcate pozitiv de pe particule. În 2020, ei a publicat o lucrare în care descriu dezvoltarea nanoparticulelor lipidice selective organ directioning (SORT). În mod implicit, multe dintre particulele de lipide ajung în ficat. Dar, pe măsură ce fracția de lipide încărcate pozitiv crește, țintirea se schimbă spre splină și apoi către plămân.

Deci, probabil, pentru că știu că pot viza plămânul, au decis să folosească particule SORT pentru a trimite un sistem de editare a genelor specific fibrozei chistice, care afectează în primul rând acel țesut și este cauzată de mutații într-o singură genă. Deși este relativ ușor să introduci lucruri în plămân, este greu să le duci la celulele pulmonare, având în vedere toate mucusul, cilii și celulele imune care sunt menite să aibă grijă de corpurile străine din plămân.