Революция в доставке мрнк: фосфолипиды DOPE-Cx решают проблему эндосомального барьера

Исследователи из Университета Хоккайдо разработали новый класс цвиттер-ионных фосфолипидов, названный DOPE-Cx. Эти соединения, производные от фосфолипида DOPE (диолеоилфосфатидилэтаноламина), являются ключевыми компонентами клеточных мембран и используются для создания липидных наночастиц (ЛНЧ), предназначенных для целевой доставки лекарств. Результаты исследования опубликованы в журнале Advanced Science.
Революция в доставке мрнк: фосфолипиды DOPE-Cx решают проблему эндосомального барьера
Изображение носит иллюстративный характер

Критическим препятствием для эффективности мРНК-терапии является доставка молекул мРНК внутрь клеток и их последующее высвобождение из эндосом – транспортных пузырьков, через которые ЛНЧ попадают в клетку. Этот процесс, известный как эндосомальный выход или ускользание из эндосом, часто имеет крайне низкую эффективность, порой не превышающую 10%, что значительно ограничивает терапевтический потенциал мРНК.

Новые фосфолипиды DOPE-Cx обладают уникальной способностью формировать особую неламеллярную структуру, известную как «кубическая фаза», при смешивании с фосфатидилхолином (ФХ), другим важным компонентом клеточных мембран. Эта структурная особенность напрямую связана с механизмом преодоления эндосомального барьера.

Формирование кубической фазы липидами DOPE-Cx, имеющими специфическую структуру гидрофобных цепей, способствует слиянию мембраны ЛНЧ с мембраной эндосомы. Именно этот механизм слияния мембран (membrane fusion) обеспечивает эффективный выход мРНК из эндосомы в цитоплазму клетки, где она может начать синтез целевого белка.

Сравнительные исследования показали, что ЛНЧ, созданные с использованием DOPE-Cx, обеспечивают значительно более высокий уровень экспрессии мРНК в клетках печени мышей по сравнению с ЛНЧ на основе традиционных фосфолипидов, таких как DSPC (дистеароилфосфатидилхолин) и сам исходный DOPE.

Особенно выдающиеся результаты продемонстрировал один из производных липидов – DOPE-C8. ЛНЧ с DOPE-C8 показали самую высокую эффективность доставки и экспрессии мРНК в печени. Было подтверждено, что DOPE-C8 значительно усиливает эндосомальный выход, а также защищает мРНК от деградации ферментами в кровотоке до момента доставки в клетку-мишень.

Важным аспектом является профиль безопасности новых липидов. Исследования на мышах показали, что фосфолипиды DOPE-Cx, в частности DOPE-C8, быстро выводятся из тканей печени. Это снижает опасения относительно их долгосрочного накопления и потенциальной токсичности, минимизируя риски для организма.

Ведущую роль в данном исследовании сыграли доцент Юсуке Сато (Yusuke Sato) и профессор Хидэёси Харасима (Hideyoshi Harashima) с факультета фармацевтических наук Университета Хоккайдо. Их работа вносит существенный вклад в развитие технологий доставки лекарств.

«Эндосомальный выход остается одной из самых серьезных проблем при доставке РНК, при этом эффективность часто не превышает 10%", – отмечает Юсуке Сато. «Наше исследование подчеркивает потенциал рационально спроектированных фосфолипидов, таких как DOPE-Cx, для преодоления этого ограничения и расширения терапевтических применений мРНК.»

Профессор Хидэёси Харасима добавляет: «Это исследование не только углубляет наше понимание липидных систем доставки, но и открывает новые пути для рационального дизайна функционализированных фосфолипидов.»

Инженерные фосфолипиды, подобные DOPE-Cx, открывают широкие перспективы для разработки усовершенствованных липидных наночастиц. Они могут найти применение в создании мРНК-вакцин нового поколения, разработке методов лечения рака, белково-заместительной терапии и других областях, где требуется эффективная доставка мРНК.

Текущие выводы основаны на экспериментах на мышах и требуют дальнейшей валидации. Необходимы дополнительные исследования для подтверждения применимости и безопасности DOPE-Cx у людей и других видов животных. Планируется изучить возможность использования этих липидов для доставки в другие ткани и при различных путях введения, а также провести детальное исследование механизмов слияния мембран для создания ЛНЧ следующего поколения.


Новое на сайте

20066[b]Фотосинтез в глазах мышей: возможно ли это без превращения в растение?[/b] 20065[b]СПКЯ стало СПМЯ: почему переименование болезни, затрагивающей миллионы женщин, заняло... 20064[b]Почему великая пирамида Гизы пережила все землетрясения за 4500 лет[/b] 20063[b]Генетика Homo erectus: что зубная эмаль рассказала о наших предках[/b] 20062[b]Кости в бухте эребус: что кости моряков Франклина рассказывают спустя полтора века[/b] 20061[b]Крупнейший плавучий ветрогенератор в мире: Китай испытывает установку у берегов... 20060[b]Карие глаза младенца стали индиго после лечения от COVID-19[/b] 20058[b]Почему серебряная чаша с Афиной пролежала в немецком лесу две тысячи лет?[/b] 20057[b]Дыра в атмосфере солнца: вспышка достигла пика и может зажечь полярное сияние[/b] 20056[b]Динго возрастом 950 лет: кто и зачем кормил могилу животного сотни лет?[/b] 20055[b]Томоэ гозэн: женщина-самурай, которая существовала на самом деле[/b] 20054[b]Что видели астронавты «Аполлона-12» над лунным горизонтом?[/b] 20053[b]Восковой блокнот на латыни и шёлковая туалетная бумага: кто посещал средневековый... 20052[b]Хантавирус на борту: 41 человек под наблюдением после рейса MV Hondius[/b]
Ссылка