Naukowcy z Columbia University College of Dental Medicine opracowali opartą na egzosomach platformę „safeEXO-Cas”, która znacznie usprawnia dostarczanie komponentów do edycji genomu CRISPR/Cas9 do określonych komórek i tkanek.

CRISPR/Cas9 to unikalna technologia, która umożliwia genetykom i badaczom medycyny edytowanie części genomu poprzez usuwanie, dodawanie lub zmianę odcinków sekwencji DNA. Badanie opublikowane w Teranostykapokazuje potencjał tej innowacyjnej platformy do zrewolucjonizowania terapii genowej i medycyny precyzyjnej.

Badania prowadzone przez dr Fatemeh Momen-Heravi, założycielkę i dyrektor grupy badawczej zajmującej się rakiem głowy i szyi w Herbert Irving Comprehensive Cancer Center, a ich pierwszym autorem jest dr Sunil Dubey, pracownik naukowy w Columbia University Mailman School Zdrowia Publicznego wykorzystuje egzosomy — naturalnie występujące pęcherzyki — jako wydajne, nieimmunogenne nośniki do dostarczania składników CRISPR/Cas9.

Egzosomy okazały się obiecujące w przezwyciężaniu ograniczeń obecnych wirusowych i niewirusowych metod dostarczania, takich jak immunogenność, ograniczona ładowność i skutki uboczne.

Dr Momen-Heravi podkreśliła potencjalny wpływ platformy na leczenie chorób genetycznych. „Zapewniając ukierunkowaną, skuteczną i bezpieczną metodę dostarczania CRISPR/Cas9, możemy potencjalnie leczyć szeroki zakres zaburzeń genetycznych. Możliwość dostosowania egzosomów do konkretnych tkanek otwiera nowe możliwości medycyny precyzyjnej” – powiedziała.

W badaniu współpracowała dr Akiva Mintz, badacz translacyjny na Wydziale Radiologii w Columbia University Medical Center. Interdyscyplinarne wysiłki podkreślają znaczenie łączenia wiedzy specjalistycznej z różnych dziedzin w celu osiągnięcia przełomowych wyników.

Naukowcy wykazali, że SafeEXO-Cas może dostarczać zarówno składniki CRISPR/Cas9, w tym jednoniciowy przewodnik RNA, jak i jednoniciowe matryce DNA, którymi można manipulować, aby stać się obiecującymi nośnikami dostarczania leków do edycji genów in vitro i in vivo na żądanie . W szczególności opracowano SafeEXO-Cas tak, aby wyrażał integrynę alfa6, zwiększając jej powinowactwo do komórek nabłonka płuc i umożliwiając skuteczną edycję genów w tkance płucnej przy minimalnych skutkach ubocznych.

„Nasze badanie pokazuje, że platforma SafeEXO-Cas jest skalowalną i wydajną metodą ukierunkowanej edycji genów” – stwierdziła dr Momen-Heravi. „Opracowaliśmy egzosomy tak, aby wyrażały cząsteczki specyficzne dla tkanki, zwiększając ich wychwyt przez komórki docelowe i minimalizując efekty niepożądane. Stanowi to znaczący krok naprzód w dziedzinie terapii genowej”.

Wyniki badania podkreślają wszechstronność i skuteczność platformy SafeEXO-Cas. W modelach eksperymentalnych platforma z powodzeniem edytowała gen EMX1 w tkance płuc, nie powodując zachorowań ani znaczących odpowiedzi immunologicznych.

Ten przełom toruje drogę do dalszych badań i zastosowań klinicznych, dając nadzieję pacjentom z chorobami genetycznymi, na które obecnie brakuje skutecznych metod leczenia.