Suche
Mein Konto
OSU teadlased astuvad olulist sammu tsüstilise fibroosiga patsientide eluea parandamiseks ja pikendamiseks
Oregoni osariigi ülikooli ja Oregoni tervise- ja teadusülikooli teadlased on astunud kriitilise sammu tsüstilise fibroosiga patsientide eluea parandamiseks ja pikendamiseks, kuna neil on krooniline hingamisteede blokeerimine ja järsult lühenenud oodatav eluiga. Teadlaste ja arstide meeskond on välja töötanud inhaleeritavad lipiidide nanoosakesed, mis suudavad tõhusalt toimetada RNA-d kopsudesse, stimuleerides kopsurakke tootma haigust takistavat valku. Tulemused avaldati ajakirjas ACS Nano. Uurimist juhtisid järeldoktor Jeonghwan Kim ja OSU Farmaatsiakolledži farmaatsiateaduste dotsent Gaurav Sahay, kes töötasid välja lipiidide nanoosakesi ehk LNP-sid.
OSU teadlased astuvad olulist sammu tsüstilise fibroosiga patsientide eluea parandamiseks ja pikendamiseks
Oregoni osariigi ülikooli ja Oregoni tervise- ja teadusülikooli teadlased on astunud kriitilise sammu tsüstilise fibroosiga patsientide eluea parandamiseks ja pikendamiseks, kuna neil on krooniline hingamisteede blokeerimine ja järsult lühenenud oodatav eluiga.
Teadlaste ja arstide meeskond on välja töötanud inhaleeritavad lipiidide nanoosakesed, mis suudavad tõhusalt toimetada RNA-d kopsudesse, stimuleerides kopsurakke tootma haigust takistavat valku.
Tulemused avaldati ajakirjas ACS Nano.
Uurimist juhtisid järeldoktor Jeonghwan Kim ja OSU farmaatsiakolledži farmaatsiateaduste dotsent Gaurav Sahay, kes uurib lipiidide nanoosakesi ehk LNP-sid kui geenide kohaletoimetamise vahendeid, keskendudes tsüstilisele fibroosile. Lipiidid on rasvhapped ja sarnased orgaanilised ühendid, sealhulgas paljud looduslikud õlid ja vahad, ning nanoosakesed on pisikesed materjalitükid, mille suurus on üks kuni 100 miljardiku meetrit.
Tsüstiline fibroos on progresseeruv geneetiline haigus, mis põhjustab püsivat kopsuinfektsiooni ja mõjutab 30 000 inimest Ameerika Ühendriikides, igal aastal tuvastatakse umbes 1000 uut haigusjuhtu. Rohkem kui kolmveerand patsientidest diagnoositakse 2. eluaastaks ja vaatamata pidevale edenemisele tüsistuste leevendamisel on keskmine eluiga siiski vaid 40 aastat.
Vigane geen - tsüstilise fibroosi transmembraanse juhtivuse regulaator (CFTR) - põhjustab haigust, mida iseloomustab kopsude kuivamine ja lima kogunemine, mis blokeerib hingamisteid.
2018. aastal demonstreerisid Sahay ja teised OSU ning Oregoni Tervise- ja Teadusülikooli teadlased ja arstid uue ravi kontseptsiooni tõestust: keemiliselt modifitseeritud CFTR messenger-RNA laadimine LNP-desse, avades ukse molekulaarsele meditsiinile, mida saab kodus sisse hingata.
MRNA-ga laetud nanoosakesed panevad rakud õigesti tootma valku, mis on vajalik kloriidi ja vee transpordi reguleerimiseks, mis on tervisliku hingamisfunktsiooni jaoks kriitilise tähtsusega.
Praeguses hiiremudeli uuringus kavandasid ja valmistasid Sahay ja kaastöötajad, sealhulgas tsüstilise fibroosiga patsiente raviv OHSU arst Kelvin MacDonald nanoosakesi, millel on erilised omadused, mis võimaldavad neil oma molekulaarset kasulikku koormust kopsurakkudesse tõhusamalt toimetada.
Lipiidide nanoosakesed on olnud edukad mRNA kohaletoimetamisel vaktsiinides, kuid inhalatsioonipõhine mRNA-teraapia on endiselt keeruline. LNP-d kipuvad aerosooliks tekitamise ajal nihkepinge tõttu lagunema, mille tulemuseks on ebatõhus kohaletoimetamine.
Gaurav Sahay, OSU Farmaatsiakolledži farmaatsiateaduste dotsent
Ta selgitab, et vaja on LNP-sid, mis on piisavalt vastupidavad, et taluda aerosoolina ja tungida läbi kleepuva lima, kuid siiski piisavalt manööverdatavad, et teha rakus olles võtmeliigutust – nad peavad pääsema endosoomina tuntud sektsioonist tsütosooli, kus ülekantud geenid saavad täita oma ettenähtud funktsiooni.
Sahay oli 2020. aastal kaasautor töös, mis näitas, et fütosteroole – kolesterooliga keemiliselt sarnaseid taimseid molekule – sisaldavad LNP-d olid kümme kuni sada korda paremad endosomaalse põgenemise läbiviimisel; Fütosteroolid muutsid nanoosakeste kuju sfäärilisest mitmetahuliseks ja panid need kiiremini liikuma.
Viimases uuringus kasutasid teadlased kolesterooli analoogi beeta-sitosterooli koos PEG (polüetüleenglükooli) lipiidiga, et lahendada vastupidavuse ja manööverdusvõimega seotud probleeme.
"PEG-i suurenenud kontsentratsioon LNP-des tagas parema nihkejõu ja lima läbitungimise ning β-sitosterool lõi selle polüeedrilise kuju, mis hõlbustab endosoomist põgenemist, " ütles Sahay. "Sissehingatavad LNP-d põhjustasid hiire kopsudes lokaliseeritud valgutootmise ilma kopsu- või süsteemse toksilisuseta ja korduv manustamine põhjustas püsiva valgu tootmise kopsus."
Riiklik südame-, kopsu- ja vereinstituut ning tsüstilise fibroosi fond toetasid seda uurimistööd, kuhu kuulusid ka Elissa Bloom, Christopher Acosta ja Antony Jozic farmaatsiakolledžist, samuti Duke'i ülikooli teadlased.
LNP-põhise teaduse ja meditsiini piiride edasiseks nihutamiseks käivitasid Sahay ja neli teist Oregoni osariigi ülikooli õppejõudu hiljuti Innovatiivsete ravimite tarnimise ja kuvamise keskuse (CIDDI).
Farmaatsiakolledži korraldatav CIDDI sai MJ Murdock Charitable Trustilt 700 000 dollari suuruse toetuse, et osta seadmed translatiivse nanomeditsiini tootmisüksuse jaoks – nanoosakeste teooria ja tehnoloogia liitmine haiguste ennetamiseks ja raviks.
Toetuse said Sahay ja veel seitse OSU ja OHSU uurijat. CIDDI asub Robertsoni eluteaduste hoones, mis ehitati Portlandi South Waterfronti Oregoni osariigi ülikooli, OHSU ja Portlandi osariigi ülikooli teadlastele.
Sahay ütles, et OSU ja OHSU annavad 600 000 dollari suuruse lisarahastuse, et veelgi tugevdada partnerlussuhteid Oregoni ülikoolide vahel ja pakkuda järgmise põlvkonna translatiivset nanomeditsiini, mis on kasulik Oregonile ja mujale.
CIDDI juhid on Sahay ja Oleh Taratula Farmaatsiakolledžist ning asutajaliikmeteks on ka apteegikolleegid Olena Taratula, Adam Alani ja Conroy Sun.
Allikas:
Viide:
Kim, J. et al. (2022) Lipiidide nanoosakeste projekteerimine mRNA intratsellulaarseks kohaletoimetamiseks sissehingamise teel. ACS Nano. doi.org/10.1021/acsnano.2c05647.
.