Ускоренная эволюция
Нейробиологи из Лундского университета в Швеции разработали новую технологию создания вирусной оболочки для целевой доставки генной терапии только к целевым клеткам. Новую технологию назвали BRAVE (Barcoded Rational AAV Vector Evolution). Исследователи полагают, что ее можно сравнить с резким ускорением процесса эволюции – от миллионов лет до нескольких недель.
Схема доставки генов в вирусной оболочке дофамин-продуцирующим нервным клеткам, которые страдают при болезни Паркинсона.
Некоторые из прорывных методов лечения, которые в последние годы внедрялись в клиническую практику для лечения сложных заболеваний, таких как спинальная мышечная атрофия или дефицит ферментов, основаны на генной терапии.
При генной терапии геном организма изменяется с помощью биологических препаратов. Примерами подхода являются генные ножницы CRISPR/Cas9 и CAR-T-терапия.
Для генной терапии применяются выращенные в лаборатории вирусы-доставщики, которые изменены, чтобы быть безвредными и способными доставлять новый генетический материал в клетки организма, заменяя участки с поврежденными генами. Собственный геном вируса полностью удаляется.
Последние пять лет работы нейробиолога Томаса Бьёрклунда и его исследовательской группы привели к разработке механизма, который адаптирует эти вирусные оболочки (капсиды) так, чтобы они могли точно достигать того типа клеток в организме, который необходимо лечить, например, только нервных клеток. Процесс объединяет мощные компьютерные симуляции и моделирование с новейшими генными технологиями и технологиями секвенирования.
Благодаря этой работе стало возможным одновременно изучать миллионы новых вариантов вирусов на клеточных культурах и животных моделях. В результате создается наиболее подходящая вирусная оболочка для конкретного применения, в данном случае – дофамин-продуцирующих нервных клеток для лечения болезни Паркинсона.
Бьёрклунд пишет о своем открытии как о резком ускорении эволюции от миллионов лет до недель, ведь оно позволяет изучать каждое «поколение» вируса параллельно со всеми остальными в одних и тех же нервных клетках и узнавать, что делает тот или иной вирус менее эффективным. Это очень важно при создании компьютерных моделей, которые интерпретируют всю информацию.
Новый метод поможет значительно сократить потребность в лабораторных животных, поскольку миллионы вариантов одного вирусного вектора можно будет изучить у одной и той же особи. Он также перенесет важные этапы исследований с животных на культуру клеток стволовых клеток человека.
При испытании метода был создан новый синтетический вирусный вектор, который подходит для генной терапии болезни Паркинсона и который может быть использован в клинической практике.
В сотрудничестве с исследователями из Гарвардского университета группа создала новую биотехнологическую компанию Dyno Therapeutics в Бостоне для дальнейшего развития технологии вирусной инженерии с использованием искусственного интеллекта.
Статья M.Davidsson et al. A systematic capsid evolution approach performed in vivo for the design of AAV vectors with tailored properties and tropism опубликована в журнале PNAS.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам Lund University: High-tech method for uniquely targeted gene therapy developed.