TechFusion.ruМедицинаУченые ТПУ разработали капсулы для редактирования генома

Ученые ТПУ разработали капсулы для редактирования генома

ученые ТПУ

Разрабатываемые в Томском политехническом университете микрокапсулы показали высокую эффективность как средство доставки «компонентов» для редактирования генома CRISPR/Сas9. Это поможет упростить и повысить эффективность процедуры редактирования генома

Ученые ТПУ вместе с коллегами из Санкт-Петербурга, Гамбурга и Лондона провели исследование, в котором показали, что полимерные и гибридные микрокапсулы с покрытиями из наноразмерного слоя двуокиси кремния могут с высокой эффективностью применяться при редактировании генома с использованием технологии CRISPR-Cas9. Результаты исследования опубликованы в журнале Nanomedicine: Nanotechnology, Biology and Medicine.

Clustered Regulatory Interspaced Short Palindromic Repeats / Cas9 (CRISPR-Cas9) — новая технология редактирования генома, обладающая большим потенциалом для исследований и клинического применения. Преимущество этой технологии в том, что она гораздо дешевле, проще и быстрее по сравнению с существовавшими до тех пор технологиями редактирования генома —TALEN и ZFN. Поэтому в перспективе ее будет гораздо легче внедрить в клиническую практику и использовать для лечения генетических заболеваний.

Кроме того, существующие методы редактирования генома отличаются высокой степенью токсичности. При их использовании какая-то часть редактируемых клеток погибает. К примеру, при доставке биоматериала методом электропорации выживают только 40-50% клеток. Для решения этой проблемы ученые впервые решили использовать для доставки генетического материала внутрь клеток полимерные и гибридные микрокапсулы с покрытиями из наноразмерного слоя кремния (SiO2).

ученые ТПУ

Микрокапсулы с покрытиями из наноразмерного слоя двуокиси кремния. Фото: tpu.ru

Размер таких капсул составляет 2-2,5 микрометра (мкм). В них загружается генетический материал (биологически активные вещества) — миРНК, мРНК и плазмиды ДНК. Далее эти капсулы доставляются к редактируемой клетке. Она поглощает их путем макропиноцитоза — процесса, при котором клетки захватывают относительно крупные частицы. Таким образом, микрокапсула оказывается в цитоплазме клетки и там высвобождает свое содержимое. Сама оболочка при этом постепенно растворяется.

В научной статье отмечается, что данные микрокапсулы представляют собой перспективные векторы для доставки инструментов редактирования генома. Следующим этапом станет применение технологии CRISPR-Cas9 с использованием микрокапсул для доставки генетического материала уже в исследованиях in vivo, то есть на живом материале.

Напомним, ранее ученые ТПУ и Лондонского университета королевы Марии разработали «умные» капсулы, которые позволят доставлять в нужную часть организма пациента водорастворимые соединения.

Фото на обложке: pixabay.com