运用纳米颗粒和mRNA可能成为遗传性失明的新疗法

运用纳米颗粒和mRNA可能成为遗传性失明的新疗法这项研究今天(2023年1月11日)发表在《科学进展》杂志上。该研究由俄勒冈大学制药科学副教授GauravSahay、俄勒冈州立大学博士生MarcoHerrera-Barrera和俄勒冈健康与科学大学眼科助理教授ReneeRyals领导。科学家们克服了使用脂质纳米颗粒(LNP)携带遗传物质进行视力治疗的主要限制--让它们到达眼睛的后面,即视网膜的位置。脂质是脂肪酸和类似的有机化合物,包括许多天然油和蜡,纳米粒子是尺寸从十亿分之一到十亿分之一米不等的小块材料,信使RNA向细胞传递制造特定蛋白质的指令。在冠状病毒疫苗中,LNP携带的mRNA指示细胞制造一种无害的病毒尖峰蛋白,从而引发身体的免疫反应。作为对遗传性视网膜变性(IRD)导致的视力障碍的治疗,mRNA将指示光感受器细胞,该病是因为基因突变导致制造视力所需的蛋白质出现问题。IRD包括一组严重程度和流行程度不同的疾病,全世界每几千人中就有一人受到影响。科学家们在涉及小鼠和非人灵长类动物的研究中表明,配备有肽的LNP能够穿过眼睛的障碍,到达神经视网膜,在那里光被转化为电信号,大脑将其转换为图像。Sahay说:"我们确定了一套新的肽,可以到达眼睛的后面。我们用这些肽充当'邮编',将携带遗传物质的纳米颗粒送到眼睛内的预定地址。"Herrera-Barrera补充说:"我们发现的肽可以作为直接与沉默的RNA、小分子治疗剂相连接的靶向配体,或者作为成像探针。"Sahay和Ryals获得了国家眼科研究所的320万美元资助,继续研究脂质纳米颗粒在治疗遗传性失明方面的前景。他们将领导使用脂质纳米颗粒来提供一种基因编辑工具的研究,这种工具可以删除光感受器细胞中的坏基因,并用功能正确的基因取代它们。这项研究的目的是为目前基因编辑的主要传递方式的局限性开发解决方案:一种被称为腺相关病毒,或AAV的病毒类型。Sahay说:"与LNP相比,AAV的包装能力有限,而且它能引起免疫系统反应。它也不能很好地继续表达编辑工具所使用的酶,作为分子剪刀在待编辑的DNA上进行切割。我们希望利用我们迄今为止对LNP的了解来开发一种改进的基因编辑传递系统。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1338761.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1338761.htm

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临床试验显示:基因编辑疗法可改善遗传性失明患者视力

临床试验显示:基因编辑疗法可改善遗传性失明患者视力美国麻省眼耳医院和俄勒冈健康与科学大学联合开展的一项研究表明,在接受CRISPR基因编辑实验性治疗后,大约79%的遗传性视网膜变性临床试验参与者症状得到改善。研究论文发表在最新一期《新英格兰医学杂志》上。EDIT-101是一种使用CRISPR技术的实验性基因编辑疗法。此次试验评估了EDIT-101的安全性和有效性,实验性治疗用于编辑中心体蛋白290(CEP290)基因中的突变,该基因指令负责表达对视力至关重要的蛋白质。(科技日报)

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MIT工程人员开发出基因编辑mRNA纳米颗粒以对抗肺部疾病

MIT工程人员开发出基因编辑mRNA纳米颗粒以对抗肺部疾病研究人员正在努力将纳米粒子气溶胶化以便吸入,并计划在囊性纤维化和其他肺部疾病的小鼠模型中测试这些粒子。麻省理工学院和马萨诸塞大学医学院的工程师们设计了一种新型的纳米粒子,它可以被注射到肺部,在那里它可以传递编码有用蛋白质的信使RNA。研究人员说,随着进一步的发展,这些颗粒可以为囊性纤维化和其他肺部疾病提供一种可吸入的治疗。"这是第一次在小鼠身上证明了RNA的高效输送到肺部。"麻省理工学院化学工程系教授、麻省理工学院科赫综合癌症研究所和医学工程与科学研究所(IMES)成员丹尼尔-安德森说:"我们希望它可以用来治疗或修复一系列遗传疾病,包括囊性纤维化。"在一项针对小鼠的研究中,安德森和他的同事使用颗粒来传递编码CRISPR/Cas9基因编辑所需机器的mRNA。这可能为设计能够剪除和替换致病基因的治疗性纳米粒子打开了大门。这项研究于2023年3月30日发表在《自然-生物技术》杂志上,其资深作者是安德森、麻省理工学院大卫-H-科赫研究所教授罗伯特-朗格和麻省理工学院RNA治疗研究所副教授薛文。前麻省理工学院博士后、现为多伦多大学助理教授的BowenLi;麻省理工学院博士后RajithSinghManan;以及UMass医学院的博士后Shun-QingLiang是论文的主要作者。瞄准肺部信使RNA在治疗由错误基因引起的各种疾病方面具有巨大潜力。迄今为止,其部署的一个障碍是难以将其输送到身体的正确部位,而没有脱靶效应。注射的纳米粒子经常在肝脏中积聚,因此评估潜在mRNA治疗肝脏疾病的几项临床试验目前正在进行中。基于RNA的COVID-19疫苗,直接注射到肌肉组织中也已被证明是有效的。在许多这样的情况下,mRNA被封装在脂质纳米粒子中--一种脂肪球,保护mRNA不被过早分解并帮助它进入目标细胞。几年前,安德森的实验室着手设计能够更好地转染构成肺部大部分内衬的上皮细胞的颗粒。2019年,他的实验室创造了能够将编码生物发光蛋白的mRNA传递给肺部细胞的纳米粒子。这些颗粒是由聚合物而不是脂质制成的,这使得它们更容易气溶胶化,以便吸入肺部。然而,在这些颗粒上还需要做更多的工作,以增加它们的效力并最大限度地发挥其作用。在他们的新研究中,研究人员着手开发可以针对肺部的脂质纳米颗粒。这些颗粒由包含两部分的分子组成:一个带正电的头组和一个长的脂质尾巴。头组的正电荷有助于颗粒与带负电荷的mRNA相互作用,它也有助于mRNA在进入细胞后从吞噬颗粒的细胞结构中逃脱。同时,脂质尾部结构有助于颗粒通过细胞膜。研究人员为脂质尾巴提出了10种不同的化学结构,同时还有72种不同的头组。通过在小鼠身上筛选这些结构的不同组合,研究人员能够确定那些最有可能到达肺部的结构。高效传递在对小鼠的进一步测试中,研究人员表明,他们可以使用这些颗粒来传递编码CRISPR/Cas9组件的mRNA,这些组件旨在将基因编码的停止信号切断到动物的肺部细胞。当该停止信号被移除时,一种荧光蛋白的基因就会开启。测量这种荧光信号使研究人员能够确定成功表达mRNA的细胞的百分比。研究人员发现,在一剂mRNA之后,大约40%的肺上皮细胞被转染了。两次剂量使该水平达到50%以上,三次剂量则达到60%。治疗肺部疾病的最重要目标是两种类型的上皮细胞,称为俱乐部细胞和纤毛细胞,其中每一种的转染率约为15%。"这意味着我们能够编辑的细胞确实是对肺部疾病感兴趣的细胞,"BowenLi说。"这种脂质能够使我们将mRNA输送到肺部,比迄今为止报道的任何其他输送系统都要有效得多"。新颗粒还能快速分解,使它们在几天内从肺部清除,并减少炎症的风险。如果需要重复用药,这些颗粒还可以多次投递给同一病人。这使它们比另一种传递mRNA的方法更具优势,后者使用无害的腺病毒的改良版。这些病毒在传递RNA方面非常有效,但不能重复给药,因为它们会在宿主体内诱发免疫反应。特拉维夫大学精确纳米医学实验室主任丹-佩尔(DanPeer)说:"这项成就为各种肺部疾病的治疗性肺部基因传递应用铺平了道路,他没有参与这项研究。与传统的疫苗和疗法相比,这个平台拥有几个优势,包括它是无细胞的,能够快速制造,并且具有高度的通用性和良好的安全性。"为了在这项研究中提供颗粒,研究人员使用了一种叫做气管内灌注的方法,这种方法经常被用来作为向肺部提供药物的模型。他们现在正在努力使他们的纳米粒子更加稳定,因此它们可以被气溶胶化,并使用雾化器吸入。研究人员还计划测试这些颗粒,以便在该疾病的小鼠模型中传递mRNA,从而纠正在导致囊性纤维化的基因中发现的遗传变异。他们还希望开发其他肺部疾病的治疗方法,如特发性肺纤维化,以及可以直接传递到肺部的mRNA疫苗。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1352441.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1352441.htm

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新基因疗法可预防遗传性听力损失索尔克研究所的研究人员取得了一项突破,这可能会带来一种对遗传性听力损失的新疗法。提供一种特定蛋白质的基因疗法可以确保有缺陷的毛细胞正确生长从而改善听力。感觉毛细胞是我们听觉系统的一个重要部分。它们在耳蜗表面排列着长长的结构,称为立体毛细胞,它们对声波作出反应而振动并产生电信号,然后传送给大脑。但有一种形式的遗传性耳聋是由于缺乏一种叫做EPS8的蛋白质,这种蛋白质可以调节这些毛细胞的长度。没有它,它们就会太短而无法正常工作。在新研究中,研究人员调查了恢复EPS8是否能帮助这些毛细胞生长到正常长度并改善听力。研究小组在被设计为缺乏EPS8并因此而失聪的小鼠身上进行了实验,然后使用一种腺相关病毒作为载体以此将蛋白质输送到动物的内耳。果然,他们发现添加的EPS8使立体毛细血管变长,并恢复了接收低频声音的细胞的一些功能。然而也存在一些注意事项。这种治疗方法在一定年龄后对小鼠不起作用,这表明在毛细胞成熟之前及早进入是很重要的。在人类中,这将需要在子宫内应用基因疗法,因为到出生时已经太晚了。但研究小组希望,随着进一步的研究,这个治疗窗口可以被扩大。该研究的论文共同第一作者UriManor说道:“EPS8是一种具有许多不同功能的蛋白质,我们仍有许多关于它的内容需要揭示。我致力于继续研究听力损失并乐观地认为我们的工作可以帮助导致恢复听力的基因疗法。”其他团队已经发现通过针对其他基因的基因疗法恢复听力的前景。这包括重新生长内毛细胞或外毛细胞,纠正导致它们变得杂乱无章的突变或修复跟年龄有关的其他结构的损伤。PC版:https://www.cnbeta.com/articles/soft/1303307.htm手机版:https://m.cnbeta.com/view/1303307.htm

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新型纳米颗粒可在肺部进行基因编辑

新型纳米颗粒可在肺部进行基因编辑麻省理工学院和马萨诸塞大学医学院的工程师们设计了一种新型纳米颗粒,可用于肺部,在那里它可以传递编码有用蛋白质的信使RNA(mRNA)。研究人员表示,这是首次证明RNA在小鼠肺部高效递送。希望它可用来治疗或修复一系列遗传疾病,包括囊性纤维化,该研究3月30日发表在《自然・生物技术》上。投稿:@ZaiHuabot频道:@TestFlightCN

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新的纳米颗粒设计可能会改善mRNA疫苗对癌症的治疗效果

新的纳米颗粒设计可能会改善mRNA疫苗对癌症的治疗效果疫苗通过让身体做好对抗细菌或病毒等病原体的准备,帮助预防感染。大多数传统疫苗含有减弱或死亡的细菌或病毒,以触发免疫反应。然而,mRNA疫苗(例如COVID-19疫苗)的工作原理是引入一段与病毒外部的蛋白质相对应的mRNA,从而产生抗体并标记病毒以进行破坏。一旦产生,抗体就会保留在体内,因此如果免疫系统再次暴露于病原体,它可以快速做出反应。现在,约翰·霍普金斯大学医学院的研究人员进行的一项新研究可能找到了一种改善mRNA疫苗递送以治疗传染性和非传染性疾病的方法。当使用mRNA疫苗治疗癌症等非传染性疾病时,面临的挑战是将材料传递给大量树突状细胞,树突状细胞是一种特殊类型的免疫细胞,可教导免疫系统(特别是T细胞)寻找并摧毁癌细胞。该研究的通讯作者乔丹·格林(JordanGreen)表示:“免疫系统的设计目的是通过放大反应来发挥作用,树突状细胞会教导其他免疫细胞在体内寻找什么。”制造更强效的疫苗需要携带mRNA的纳米颗粒到达、进入树突状细胞并在其中表达。表达后,mRNA会降解,由此产生的免疫反应持续时间更长。COVID-19mRNA疫苗包含由脂质(一种脂肪酸)制成的纳米颗粒,注射到肌肉中。但是,肌肉中的树突状细胞相对较少。将mRNA疫苗注射到血液中也会导致输送问题,因为疫苗往往会直接进入肝脏,并在那里被分解。因此,研究人员将目光投向了一个树突状细胞数量远远多于的器官:脾脏。格林说:“我们的目标是开发一种不会直接发送到肝脏的纳米颗粒,它可以有效地教导免疫系统细胞寻找并摧毁适当的目标。”在测试了多种材料后,研究人员决定将其mRNA包裹在基于聚合物的纳米颗粒中,其中亲水分子和疏水分子的比例恰到好处,使其能够进入目标细胞。这些聚合物含有对特定组织类型具有亲和力的分子,这里是脾脏。此外,纳米颗粒中添加了辅助剂或佐剂以激活树突状细胞。他们在小鼠身上测试了他们的新型纳米颗粒结构,发现它避开了肝脏,并被脾细胞吸收,其水平比mRNA本身高出约50倍。纳米颗粒到达的脾细胞中近80%是目标树突状细胞。在经过基因工程改造的小鼠中,当纳米颗粒传递其mRNA内容物时,免疫细胞会发出红光,研究人员发现,脾脏中5%至6%的树突状细胞成功吸收、打开并处理了纳米颗粒。这种现象在树突状细胞中比在其他免疫细胞中更容易观察到。然后纳米粒子生物降解成安全的副产品。证明新的纳米颗粒能够成功地靶向脾脏的树突状细胞之后,研究人员为其配备了免疫治疗药物,并再次在小鼠身上进行了测试。他们发现,一半的结直肠癌小鼠模型在接受两次注射后长期存活,而接受其他含有免疫治疗药物的纳米颗粒制剂或单独免疫治疗药物治疗后,只有10%至30%的存活率。当幸存的小鼠被给予额外的结直肠癌细胞时,它们都无需额外治疗即可存活,这向研究人员表明,它们的纳米颗粒提供了长期免疫反应,可防止癌症复发。他们还发现,治疗21天后,60%的细胞杀伤T细胞识别并攻击结直肠癌细胞。研究人员在患有黑色素瘤的小鼠模型中发现了类似的反应,其中大约一半的同类型T细胞准备好攻击黑色素瘤细胞。Green说:“纳米颗粒输送系统能够创建一支能够识别癌症相关抗原的T细胞大军。这种新的纳米颗粒输送系统可能会改善传染病疫苗的接种方式,并且也可能为治疗癌症开辟一条新途径。”该研究发表在《PNAS》杂志上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1368037.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1368037.htm

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基因疗法可帮助恢复因退行性疾病而丧失的视力

基因疗法可帮助恢复因退行性疾病而丧失的视力当视网膜中的感光细胞开始退化时,就会发生诸如色素性视网膜炎等遗传性疾病。随着时间的推移,这将损害患者的视力,通常会降低他们检测细节和颜色的能力,产生"隧道视觉"效应,在严重的情况下,最终可能导致完全失明。在一项新的研究中,蒙特利尔大学的科学家们开发了一种技术,显示出逆转视力下降的希望。该团队发现了一种激活视网膜中"休眠"细胞的方法,将其重新编程为所谓的诱导神经元细胞,然后可以将其转化为新的光感细胞,以恢复失去的视力。穆勒细胞是一种胶质细胞,为视网膜中的神经元提供结构支持。耐人寻味的是,在鱼类中,这些穆勒细胞也可以被重新激活,在视网膜因受伤或疾病受损后再生,但遗憾的是,我们哺乳动物缺乏这种能力。这项新研究筛选了一系列基因,以寻找可能有助于释放这种再生能力的基因。在此过程中,研究小组发现了一对名为Ikzf1和Ikzf4的转录因子,它们可以在缪勒细胞中表达,将其转化为视网膜神经元。这些细胞反过来可以被哄骗,以取代关键的光感应细胞。其他研究发现,用其他转录因子做类似的事情也有很好的效果。虽然这仍然是非常早期的研究,但该团队表示,这项研究为最终能够再生视网膜和恢复退行性疾病晚期患者的视力提供了新的希望。其他基因疗法已经显示出减缓疾病进展或预防疾病的希望,或植入人工视网膜以恢复失去的视力。"该研究的共同作者AjayDavid说:"我们也许有一天能够利用正常存在于视网膜中的细胞,并刺激它们再生因病理状况而丧失的视网膜细胞,恢复视力。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1358621.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1358621.htm

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