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Lipid-Nanopartikel liefern CRISPR/Cas9 mit hoher Effizienz in die Organe

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Forscher der Tufts University und der Chinese Academy of Sciences haben einen neuen Lipid-Nanopartikel entwickelt, der CRISPR/Cas9 Genbearbeitungswerkzeuge in Organe mit hoher Effizienz liefern kann, was darauf hindeutet, dass das System für klinische Anwendungen vielversprechend ist.

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Das CRISPR/Cas9-System wird derzeit untersucht, um eine Vielzahl von Krankheiten mit genetischer Grundlage zu behandeln, darunter die Duchenne-Muskeldystrophie, die Huntington-Krankheit und die Sichelzellenkrankheit. Obwohl das System vielversprechend ist, gibt es einige Probleme, die gelöst werden müssen, bevor es klinisch eingesetzt werden kann. CRISPR/Cas9 ist ein großer Komplex, und es ist schwierig, ihn in die Zellkerne zu bringen, wo er für die Genbearbeitung benötigt wird.

Wissenschaftler haben eine Vielzahl von Lieferfahrzeugen für CRISPR/Cas ausprobiert, die die Genbearbeitungswerkzeuge an ihren Bestimmungsort tragen und ihnen helfen sollen, in die Zelle und den Kern einzudringen. Dazu gehören Viren und verschiedene Arten von Nanopartikeln. Diese haben jedoch bisher unter einer geringen Effizienz gelitten, bei der nur sehr wenig des zugeführten Wirkstoffs die Zellen oder Organe erreicht, wo es gebraucht wird.

Die neuen Nanopartikel des Teams bestehen aus einer synthetischen Lipidschicht, die beim Eintritt der Nanopartikel in eine Zelle abgebaut wird und den Inhalt der Partikel freisetzt. Zu den Partikeln gehören Messenger-RNA-Versionen der Genbearbeitungswerkzeuge, die die Zielzelle dann selbst mit Hilfe ihrer eigenen zellulären Maschinerie in ein Protein übersetzt, so dass die sperrigen Proteine nicht direkt in die Zelle transportiert werden müssen.

Die Nanopartikel zeigten eine Effizienz von über 90% bei der Beeinflussung der Genexpression in behandelten Nierenzellen. Als die Forscher sie an Mäusen testeten, konnten sie die Expression eines Gens namens PCSK9, das mit Herz-Kreislauf-Erkrankungen und Cholesterinwerten verbunden ist, signifikant reduzieren, was darauf hindeutet, dass die Technik beim Menschen nützlich sein könnte.

"Die Lipid-Nanopartikel sind einer der effizientesten CRISPR/Cas9-Träger, die wir je gesehen haben", sagt Ming Wang, eine an der Studie beteiligte Forscherin. "Wir können die PCSK9-Expression bei Mäusen mit 80 Prozent Effizienz in der Leber abschalten, was ein echtes Versprechen für therapeutische Anwendungen bedeutet."