Наномашины доставили препараты генной терапии в растения и мозг мышей

Аденоассоциированными вирусами (ААВ) называют малые вирусы, инфицирующие клетки человека и некоторых других приматов. Обычно такие вирусы не вызывают заболеваний у человека, но в то же время могут встраивать свой геном в геном хозяина. Эти особенности делают AАВ привлекательными кандидатами для создания генной терапии.

Однако создать успешные препараты генной терапии непросто: большинство вирусов просто выводятся из строя иммунной системой человека.

Решить эту проблему сумели японские химики под руководством Юто Хонды из Токийского университета науки. Они изготовили наномашины — полые капсулы диаметром 60 нм из таниновой кислоты и специально синтезированных полимеров на основе фенилборной кислоты. Таниновая кислота успешно прикрепляется к вирусу, а полимер помогает «обмануть» антитела в организме человека. При этом сделать такие капсулы совсем несложно: достаточно смешать три раствора, и оболочка сама выстроится вокруг вируса благодаря самоорганизации.

Загруженная ААВ наномашина успешно проходит все барьеры в клетки центральной нервной системы и высвобождает препарат там, где он нужен. Эксперименты на мышах показали, что, комбинируя наномашины с ультразвуковым воздействием, можно увеличить эффективность генной терапии в 6 раз. При этом токсическое действие на печень существенно снижается.

Китайские и австралийские химики под руководством Бернарда Кэролла из Университета Квинсленда тоже использовали наночастицы для транспорта генного материала. Они работали над доставкой ДНК и РНК в растения через корневую систему. Чтобы заставить корни всасывать частицы, их упаковали в двухслойную оболочку из гидроксидов и добавили лизосомы — маленькие мембранные пузырьки, которые входят в состав эукариотических клеток. В модельном эксперименте ученые смогли подсадить РНК, кодирующую производство зеленого флуоресцентного белка, во взрослые растения резуховидки Таля. Однако в дальнейшем этот метод можно будет использовать для повышения урожайности, защиты от вредителей и получения новых видов растений.

Соответствующая статья вышла в журналах ACS Nano и Nature Plants.