Shkencëtarët kanë demonstruar modelet e kafshëve lipide dhe ARN

Shkencëtarët nga Kolegji i Farmacisë i Universitetit Shtetëror të Oregonit kanë demonstruar në modelet e kafshëve mundësinë e përdorimit të nanogrimcave lipide dhe ARN-së lajmëtare, teknologjia që mbështet vaksinat COVID-19, për të trajtuar verbërinë që lidhet me një gjendje të rrallë gjenetike.

Studiuesit zhvilluan nanogrimca që janë në gjendje të depërtojnë në retinën nervore dhe të dërgojnë mRNA në qelizat fotoreceptore, funksioni i duhur i të cilave bën të mundur shikimin.

Studimi u publikua me (11 janar 2023) në revistën Science Advances. Ajo u drejtua nga profesori i asociuar i shkencave farmaceutike në OSU, Gaurav Sahay, studenti i doktoraturës në shtetin e Oregonit, Marco Herrera-Barrera dhe asistent profesor i oftalmologjisë në Universitetin e Shëndetit dhe Shkencës në Oregon, Renee Ryals.

Shkencëtarët kapërcyen atë që kishte qenë kufizimi kryesor i përdorimit të nanogrimcave lipide, ose LNP, për të bartur material gjenetik me qëllim të terapisë së shikimit, duke i bërë ato të arrijnë në pjesën e pasme të syrit, ku është retina.

Studimi u publikua sot (11 janar 2023) në revistën Science Advances. Ajo u drejtua nga profesori i asociuar i shkencave farmaceutike në OSU, Gaurav Sahay, studenti i doktoraturës në shtetin e Oregonit, Marco Herrera-Barrera dhe asistent profesor i oftalmologjisë në Universitetin e Shëndetit dhe Shkencës në Oregon, Renee Ryals.

Lipidet janë acide yndyrore dhe komponime organike të ngjashme, duke përfshirë shumë vajra dhe dyllë natyralë. Nanogrimcat janë pjesë të vogla të materialit që variojnë në përmasa nga një deri në 100 miliarda të një metri. ARN-ja e dërguar u jep udhëzime qelizave për të krijuar një proteinë të veçantë.

Me vaksinat e koronavirusit, mARN-ja e mbajtur nga LNP-të udhëzon qelizat të bëjnë një pjesë të padëmshme të proteinës së virusit, e cila shkakton një përgjigje imune nga trupi. Si një terapi për dëmtimin e shikimit që rezulton nga degjenerimi i trashëguar i retinës, ose IRD, mRNA do të udhëzonte qelizat fotoreceptore – të gabuara për shkak të një mutacioni gjenetik – të prodhojnë proteinat e nevojshme për shikimin.

IRD përfshin një grup çrregullimesh me ashpërsi dhe prevalencë të ndryshme që prekin një në çdo disa mijëra njerëz në mbarë botën.

Shkencëtarët treguan, në kërkimet që përfshinin minjtë dhe primatët jo-njerëzor, se LNP-të e pajisur me peptide ishin në gjendje të kalonin nëpër barriera në sy dhe të arrinin në retinën nervore – ku drita shndërrohet në sinjale elektrike që truri i shndërron në imazhe.

“Ne identifikuam një grup të ri peptidesh që mund të arrijnë në pjesën e pasme të syrit”, tha Sahay. “Ne i përdorëm këto peptide për të vepruar si kode postare për të shpërndarë nanogrimcat që mbartin materiale gjenetike në adresën e synuar brenda syrit”.

“Peptidet që kemi zbuluar mund të përdoren si ligandë të synuar të lidhur drejtpërdrejt me ARN-të që heshtin, molekula të vogla për terapeutikë ose si sonda imazherike”, shtoi Herrera-Barrera.

Sahay dhe Ryals kanë marrë një grant prej 3.2 milionë dollarësh nga Instituti Kombëtar i Syve për të vazhduar studimin e premtimit të nanogrimcave lipide në trajtimin e verbërisë trashëgimore. Ata do të udhëheqin kërkimin për përdorimin e LNP-ve për të ofruar një mjet për modifikimin e gjeneve që mund të fshijë gjenet e këqija në qelizat fotoreceptore dhe t’i zëvendësojë ato me gjene që funksionojnë siç duhet.

Hulumtimi synon të zhvillojë zgjidhje për kufizimet që lidhen me mjetet aktuale kryesore të shpërndarjes për modifikimin e gjeneve: një lloj virusi i njohur si virusi i lidhur me adeno, ose AAV.

“AAV ka kapacitet të kufizuar paketimi në krahasim me LNP-të dhe mund të nxisë një përgjigje të sistemit imunitar,” tha Sahay. “Gjithashtu nuk funksionon në mënyrë fantastike në vazhdimin e shprehjes së enzimave që mjeti i redaktimit përdor si gërshërë molekulare për të bërë prerje në ADN- në që do të redaktohet. Ne shpresojmë të përdorim atë që kemi mësuar deri më tani për LNP-të për të zhvilluar një sistem të përmirësuar të shpërndarjes së redaktuesit të gjeneve”.

Studimi LNP i drejtuar nga peptide u financua nga Instituti Kombëtar i Shëndetësisë. Gjithashtu morën pjesë në kërkimin për shtetin e Oregonit, fakulteti i Kolegjit të Farmacisë, Oleh Taratula dhe Conroy Sun, studiuesit postdoktoralë Milan Gautam dhe Mohit Gupta, studentët e doktoratës Antony Jozic dhe Madeleine Landry, asistenti kërkimor Chris Acosta dhe Nick Jacomino, student i bioinxhinierisë në Kolegj.