​Российские молекулярные биологи разработали новую технологию ввода в клетки генной терапии, изучив, как миниатюрные жировые капсулы взаимодействуют с нитями ДНК. Рецепт по сборке наношприца опубликован в журнале Colloids and Surfaces B: Biointerfaces.

Сегодня ученые создают трансгенных животных и пытаются вылечить врожденные болезни, используя несколько относительно небезопасных способов ввода новой ДНК в клетки - или путем использования сверхтонких игл, при помощи которых "протыкается" яйцеклетка, или при помощи ретровирусов, чья "боевая" часть заменяется на полезный генетический код.

Подобные операции могут привести к фатальным последствиям в результате банального повреждения оболочки клетки при неудачном вводе иглы, или в результате развития иммунологической реакции на вирус.

И то и другое не является препятствием для опытов в лабораториях, однако это крайне затрудняет перенос результатов экспериментов в медицинскую практику. По этой причине биологи, инженеры и биотехнологи активно ищут сегодня методы "прямого" ввода ДНК в клетку, которые бы не приводили к ее гибели или повреждению.

Группа российских молекулярных биологов под руководством Олеси Колосковой из Института иммунологии ФМБА России в Москве нашла решение этой проблеме, изучая так называемые липосомы. Этим словом ученые называют микроскопические шарики из жидкости, окруженные "броней" из жировых молекул, которые постепенно распадаются при попадании липосом в организм.

Подобные структуры, как сегодня считают ученые, можно использовать для доставки лекарств в определенные ткани и органы, для борьбы с раком и другими болезнями за счет того, что некоторые типы липосом могут проникать внутрь клеток и распадаться уже там. Это позволяет их содержимому избегать внимания иммунных клеток и проникать во все уголки организма.

Как отмечают Колоскова и ее коллеги, ученые давно пытаются приспособить липосомы для безопасного редактирования ДНК, однако первые попытки осуществить эту идею указали на странную проблему - эффективность работы липосом падала при повышении концентрации обрывков ДНК выше определенной отметки.

Эта аномалия мешала использованию липосом в качестве своеобразных "шприцов" для ввода генной терапии. Российские ученые попытались ликвидировать ее, наблюдая за тем, как взаимодействует "начинка" и оболочка этих наночастиц, и как они ведут себя внутри заражаемых клеток.

Для этого ученые ввели в липосомы и в клетки набор светящихся молекул. Это позволило им наблюдать за движением наночастиц внутри них и следить за тем, как их "жертвы" взаимодействуют с их содержимым.

Как оказалось, молекулы РНК и ДНК начинали соединяться со стенками липосом в тех случаях, когда их становилось слишком много. Эти связи не распадались после того, как наночастица разваливалась на части, благодаря чему клеточные "уборщицы", лизосомы, начинали воспринимать нити генетического кода в качестве мусора и уничтожали их.

Все это говорит о том, что липосомы нельзя бездумно начинять ДНК - существует некоторое идеальное количество их нитей, при которой их КПД будет максимальным. Как надеются авторы статьи, подготовленные ими "рецепты" по сборке подобных наночастиц помогут им быстрее проникнуть в научные лаборатории и в медицинскую практику. Исследования проводились в рамках гранта Российского научного фонда (РНФ) в рамках Президентской программы исследовательских проектов.

Источники

Ученые из России создали идеальный "нано-шприц" для генной терапии
РИА Новости, 10/05/2018
Российские ученые придумали, как улучшить препараты для генной терапии
Margust (gazeta-margust.ru), 10/05/2018
Российские ученые придумали, как улучшить препараты для генной терапии
Газета.Ru, 10/05/2018
Исследование российских ученых поможет улучшить генную терапию
Российский научный фонд (rscf.ru), 10/05/2018
Исследование российских ученых поможет улучшить генную терапию
Новости@Mail.ru, 10/05/2018
Исследование российских ученых поможет улучшить генную терапию
Индикатор (indicator.ru), 10/05/2018
Российские ученые создали идеальный наношприц для генной терапии - новости на сегодня 10.05.2018
News2world.net, 10/05/2018
Российские ученые создали идеальный "наношприц" для генной терапии
АНО Модернизация (i-russia.ru), 10/05/2018
Российские ученые придумали уникальный наношприц
Глобальная авантюра (glav.su), 10/05/2018
Российские ученые придумали уникальный наношприц
Взгляд.Ру, 10/05/2018
Российские ученые придумали уникальный наношприц
SMIonline (so-l.ru), 10/05/2018
Российские ученые создали идеальный "наношприц" для генной терапии
Mobihel-helios.ru, 10/05/2018
Российские ученые создали идеальный "наношприц" для генной терапии
Новости Науки (sci-dig.ru), 10/05/2018
Структура липосомных "упаковок" влияет на их способность переносить генетический материал
Forexluks (forexluks.ru), 11/05/2018
Структура липосомных "упаковок" влияет на их способность переносить генетический материал
Newstes.ru, 11/05/2018
Структура липосомных "упаковок" влияет на их способность переносить генетический материал
Полит.ру, 11/05/2018
Структура липосомных "упаковок" влияет на их способность переносить генетический материал
Russia.ink (russia.ink), 11/05/2018
Российские молекулярные биологи создали наношприц для генной терапии
Научная Россия (scientificrussia.ru), 31/05/2018

Похожие новости

  • 16/05/2018

    Российские биохимики нашли новые ферменты с необычной активностью

    ​Российские ученые охарактеризовали новые ферменты-трансаминазы, которые могут работать как в типичных для своего семейства реакциях, так и в нехарактерных для него. Результаты работы будут полезны в фундаментальном аспекте для поиска и предсказания свойств ферментов по их аминокислотной последовательности и для использования в биотехнологических процессах.
    194
  • 23/06/2018

    Российские ученые нашли вещество, ослабляющее защиту раковых клеток

    ​Российские молекулярные биологи открыли вещество, способное "отключать" белки, мешающие химиотерапии убивать раковые клетки, и успешно проверили его работу на культурах рака прямой кишки.
    197
  • 30/03/2018

    Трехпетельные белки млекопитающих замедлили рост раковых клеток

    Российские ученые обнаружили, что белки человека SLURP способны подавлять рост раковых клеток. Эти белки регулируют функционирование эпителия, однако механизм их действия не до конца ясен. Полученные результаты в будущем могут быть использованы для разработки и улучшения противораковых препаратов.
    227
  • 28/04/2018

    Светящиеся биосенсоры позволили регистрировать разные показатели в организме

    ​Российские биохимики рассмотрели возможности биологических сенсоров на основе флуоресцентных белков и показали, какие биохимические параметры в живом организме можно измерить с их помощью.  В частности, разработанный подход позволяет почти мгновенно получать данные с самых ранних стадий развития ишемического инсульта у крыс.
    249
  • 27/03/2018

    Российские ученые нашли причину неэффективности вакцины от гриппа

    Исследователи из Института биоорганической химии (ИБХ) РАН показали, что различные варианты вакцины против вирусов сезонного гриппа фактически не увеличивают число разных типов Т-клеточных рецепторов (ТКР), а значит и не повышают шанс распознавания вирусов гриппа иммунной системой организма.
    365
  • 29/05/2018

    МикроРНК поможет ученым диагностировать рак яичников

    ​Группа ученых из Научно-исследовательского института общей патологии и патофизиологии во главе с профессором Элеонорой Брагой разработала новый способ диагностики рака яичников на основе микроРНК – маленьких молекул, участвующих в подавлении активности генов.
    158
  • 28/05/2018

    Нейросеть помогла российским ученым определить оптимальные условия хранения микроорганизмов

    ​Российские ученые с помощью нейросети определили самые оптимальные условия для длительного хранения микроорганизмов, выживающих при экстремально высокой солености. Статья об этом опубликована в журнале Extremophiles.
    146
  • 15/08/2018

    Описаны механизмы увеличения энергии электронов в химических реакциях

    ​Ученые описали, как можно увеличить энергию электронов в ходе химических реакций. Принципы этого процесса используются в химическом синтезе, однако детально их ранее не исследовали. Работа выполнена при поддержке гранта РНФ и опубликована в журнале Angewandte Chemie.
    73
  • 27/07/2018

    Росийские ученые разработали простой способ диагностики отита

    Российские ученые усовершенствовали подход к исследованию заболеваний среднего уха, например, среднего экссудативного отита — распространенного заболевания, которое сложно диагностировать и лечить. Новый способ диагностики, в котором ученые используют в том числе один из методов томографии, быстр, точен и безопасен.
    119
  • 28/03/2018

    Российские химики раскрыли механизм важнейшей для промышленности реакции

    ​Механизм важнейшей окислительной реакции Байера-Виллигера, известной больше ста лет, раскрыт международной группой ученых. Реакция является универсальным путем получения эфиров органических кислот - базовых соединений для химической промышленности.
    270