ナノテクノロジーは失明の遺伝子治療を改善するかもしれない

2023 年 1 月 11 日

(ナノワークニュース) mRNA ベースの COVID-19 ワクチンを可能にしたナノテクノロジーを使用した遺伝子治療への新しいアプローチは、医師が遺伝性の失明を治療する方法を改善する可能性があります。

オレゴン健康科学大学およびオレゴン州立大学との研究者の共同チームは、脂質ナノ粒子 (実験室で作られた小さな脂肪のボール) を使用して、メッセンジャー リボ核酸 (mRNA) のストランドを眼内に送達するアプローチを開発しました。 失明を治療するために、mRNA は、視覚に害を及ぼす遺伝子変異を編集するタンパク質を作成するように設計されます。

に発表された研究では、 科学の進歩 (「ペプチド誘導脂質ナノ粒子は、げっ歯類および非ヒト霊長類の神経網膜にmRNAを送達します」)、チームは、その脂質ナノ粒子送達システムが、マウスと非ヒト霊長類の両方で、光受容体と呼ばれる眼の光感受性細胞をどのように標的にするかを示しています. システムのナノ粒子は、光受容体に引き付けられると研究者が特定したペプチドでコーティングされています。

「私たちのペプチドは郵便番号のようなものであり、脂質ナノ粒子は遺伝子治療を郵便で送る封筒に似ています」と、この研究の代表著者である OSU 薬学部の准教授である Gaurav Sahay 博士は説明しました。また、OHSU Casey Eye Institute で共同研究の予定があります。 「このペプチドは、mRNA が正確に光受容体 (これまで脂質ナノ粒子で標的にすることができなかった細胞) に送達されることを保証します。」

「250を超える遺伝子変異が遺伝性網膜疾患に関連していますが、承認された遺伝子治療を行っているのは1つだけです」と、研究の共著者であり、OHSU医学部の眼科助教授であるRenee Ryals博士は付け加えました。 OHSU Casey Eye Institute の科学者。 「遺伝子治療に使用される技術を改善することで、失明を防ぐためのより多くの治療オプションを提供できます。 私たちの研究結果は、脂質ナノ粒子がまさにそれを行うのに役立つことを示しています。」 オレゴン健康科学大学とオレゴン州立大学の研究者は、失明の原因となる遺伝子変異に対処する遺伝子治療を提供する新しいアプローチを開発しています。 彼らの新しい方法は、遺伝子編集分子を脂質ナノ粒子の殻の中に閉じ込めている。 この科学的な図は、アプローチの脂質ナノ粒子シェルを示しています。これは、目に注入された後、ファジーベージュのボールとして表示されます. (画像: OHSU、Tetiana Korzun)

2017 年、食品医薬品局は、遺伝性の失明を治療する最初の遺伝子治療を承認しました。 多くの患者は、Luxturna というブランド名で販売されている治療を受けて視力が改善し、失明を免れています。 これは、アデノ随伴ウイルス (AAV) の改変バージョンを使用して、遺伝子修正分子を送達します。

今日の遺伝子治療は主に AAV に依存していますが、いくつかの制限があります。 ウイルスは比較的小さく、いくつかの複雑な突然変異のための遺伝子編集機構を物理的に含めることはできません. また、AAV ベースの遺伝子治療は DNA しか送達できないため、意図しない遺伝子編集につながる可能性のある遺伝子編集分子が継続的に作成されます。

脂質ナノ粒子は、AAV のようなサイズの制約がないため、有望な代替手段です。 さらに、脂質ナノ粒子はmRNAを送達できるが、これは遺伝子編集機構を短期間しか活性化させないため、オフターゲット編集を防ぐことができる. 脂質ナノ粒子の可能性は、脂質ナノ粒子を使用して mRNA を送達する mRNA ベースの COVID-19 ワクチンの成功によってさらに証明されました。 また、製造可能なスピードと量のおかげで、米国で COVID-19 に対して承認された最初のワクチンでもありました。

この研究で、Sahay、Ryals らは、ペプチドで覆われた脂質ナノ粒子の殻が、視力を可能にする目の奥の組織である網膜の光受容細胞に向けられることを実証しました。 概念の最初の証明として、緑色蛍光タンパク質を作成するための指示を含むmRNAがナノ粒子内に配置されました。

このナノ粒子ベースの遺伝子治療モデルをマウスとヒト以外の霊長類の目に注入した後、研究チームはさまざまな画像技術を使用して、処理された目を調べました。 動物の網膜組織は緑色に光り、脂質ナノ粒子の殻が光受容体に到達し、それが送達したmRNAが正常に網膜に入り、緑色の蛍光タンパク質を作成したことを示しています. この研究は、脂質ナノ粒子がヒト以外の霊長類の光受容体を標的にしたことが知られている初めてのことです。

科学者たちは現在、動物の網膜モデルで緑色蛍光タンパク質がどの程度発現しているかを定量化するための追跡調査に取り組んでいます。 彼らはまた、遺伝子編集分子のコードを運ぶmRNAによる治療法の開発にも取り組んでいます。

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