​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

Похожие новости

  • 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.
    138
  • 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.
    245
  • 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.
    144
  • 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.
    76
  • 12/04/2018

    Найден простой способ создания препарата для разжижения крови

    ​Российские химики придумали, как простым и экологически чистым способом синтезировать нужную форму лекарства, необходимого для разжижения крови. Новый метод поможет избежать опасных передозировок, а также перспективен для синтеза других лекарственных препаратов.
    214
  • 03/05/2018

    Российские ученые научились добывать трудноизвлекаемую нефть

    Более 40% запасов нефти в России относятся к трудноизвлекаемым. Ученые из МИФИ предложили новый способ увеличения добычи для таких месторождений - экономичный и не наносящий вреда экологии. Нагрев под действием высокочастотного электрического тока приводит к растворению накопившихся в трубе скважины твердых отложений.
    107
  • 03/05/2018

    Российские ученые создали фильтр, улавливающий самые малые наночастицы

    ​Российские химики создали мембрану из молекул обычной целлюлозы, которая пропускает через себя даже самые крупные молекулы жидкостей, но при этом удерживает мельчайшие наночастицы, говорится в статье, опубликованной в журнале Cellulose.
    109
  • 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.
    158
  • 26/10/2017

    Российские ученые синтезировали молекулу, предотвращающую заражение ВИЧ

    ​Ученые из Федерального научно-клинического центра физико-химической медицины (ФНКЦ ФХМ) синтезировали молекулы нуклеиновых кислот, предотвращающие заражение клеток организма вирусом иммунодефицита (ВИЧ).
    379
  • 29/03/2018

    Российские ученые создали терагерцовый источник излучения, разрушающий металл

    ​Российские ученые разработали уникальную установку, которая позволяет создавать электромагнитные поля в терагерцовом диапазоне с максимально возможной на сегодняшний день мощностью. С помощью этой установки ученые впервые разрушили тонкую пластину металла электрическим полем терагерцового импульса длительностью меньше одной пикосекунды (одной триллионной доли секунды).
    157