Увеличивая иммунный ответ организма на определенный тип клеток, SNA можно использовать для нацеливания на что угодно, от гриппа до различных форм рака. Их также можно использовать для подавления иммунного ответа — тактики, важной при лечении аутоиммунных заболеваний, таких как ревматоидный артрит и псориаз, когда иммунная система организма ошибочно атакует здоровые ткани.
«Способность избирательно запускать иммунный ответ с помощью сферических нуклеиновых кислот представляет собой совершенно новый взгляд на разработку лекарств», — сказал Миркин, автор исследования. «После полной разработки СНС заложат основу для разработки целого ряда лекарств для лечения целого ряда заболеваний, от псориаза, волчанки и ревматоидного артрита до лимфомы, рака мочевого пузыря и рака простаты».Миркин — профессор химии Джорджа Б. Ратмана в Колледже искусств и наук Вайнберга и профессор медицины, химической и биологической инженерии, биомедицинской инженерии, материаловедения и инженерии.
Исследование также показывает, что сферическая структура является идеальной архитектурой для доставки нуклеиновых кислот в клетки в терапевтических целях. Сферическое расположение примерно 100 нитей ДНК, прикрепленных к ядру доброкачественной наночастицы из липида или золота, значительно превосходило нуклеиновые кислоты в линейной форме.Преимущества сферических нуклеиновых кислот в нацеливании на иммунную систему включают:СНС нетоксичны.
Клетки поглощают их естественным образом без обычной потребности во вторичных агентах, что может привести к токсичности.СНС естественным образом попадают в нужное место в клетке. Они проникают через эндосомы — отсек, в котором расположены толл-подобные рецепторы (TLR) иммунной системы.
TLR контролируют иммунную систему.СНС очень эффективны. Одноцепочечная ДНК на ядре наночастицы может быть идеально расположена и ориентирована для специфического и полного взаимодействия с целевыми толл-подобными рецепторами. (Линейные нуклеиновые кислоты доставляются в случайной форме и, следовательно, не так эффективно взаимодействуют с TLR.)
Исследование будет опубликовано 16 марта в Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS).Миркин и его коллеги протестировали свои SNA с известными линейными нуклеиновыми кислотами, направленными на лимфому и форму аутоиммунного гепатита. «Сферические нуклеиновые кислоты всегда выигрывают с точки зрения эффективности и скорости, что соответствует нашему пониманию пути их проникновения в клетки», — сказал Миркин.
Исследователи разрабатывают СНС для индивидуальных целей. Различные последовательности ДНК используются для взаимодействия с конкретными толл-подобными рецепторами, что приводит либо к стимуляции, либо к подавлению иммунного ответа, в зависимости от цели.Когда SNA с оболочкой из нуклеиновой кислоты приближается к клетке, она поглощается в форме эндосомы и попадает внутрь клетки.
Попадая в эндосому, нити ДНК SNA взаимодействуют с toll-подобными рецепторными белками (TLR). Передача сигналов TLR играет важную роль во врожденном иммунном ответе.В исследовании на мышах исследователи протестировали SNA против лимфомы.
Для животных, получавших SNA, исследователи обнаружили значительное снижение роста опухоли и удвоение продолжительности жизни. Эффективность увеличивалась до 80 раз по сравнению с линейными нуклеиновыми кислотами той же последовательности. В этом случае SNA обучили иммунную систему искать и уничтожать клетки лимфомы.
Затем, сосредоточив внимание на неалкогольном стеатогепатите (НАСГ), исследователи обнаружили восьмикратное увеличение активности, когда животных лечили SNA, и на 30 процентов большее снижение показателя фиброза у животных. Это наблюдение имеет важное значение для лечения пациентов с раком и циррозом печени.«Прелесть этого подхода в том, что очень небольшое количество лекарства делает огромный объем работы», — сказал Миркин. «SNA запускают иммунный ответ, и без дополнительных лекарств дополнительные клетки обучаются вести себя так же, как и исходные клетки. Это дает вам каталитический эффект, который перерастает в системный поиск клеток, которые выглядят, например, как клетки лимфомы. . "Миркин изобрел SNA, новые сферические формы ДНК и РНК, на Северо-Западе в 1996 году.
SNA нетоксичны для человека, что делает их универсальным инструментом в медицине.Результаты текущего исследования показывают, сказал Миркин, что если вы хотите сделать вакцины из нуклеиновых кислот или если вы хотите модулировать иммунную систему с помощью нуклеиновых кислот, для вакцин или системной супрессивной терапии, то сферическая архитектура нуклеиновых кислот, вероятно, является наиболее подходящей. мощный.