Магнитноуправляемая генная терапия при помощи адресной доставки siRNA

Лаборатория гранта: Нанофармацевтика

 

Абстракт: Проект «Магнитоуправляемая генная терапия при помощи адресной доставки siRNA» направлен на создание платформы, состоящей из наночастиц магнетита с разными модальностями, которые под действием постоянного и переменного магнитных полей могут обеспечивать релиз siRNA внутри целевой области. Для обеспечения реализации проекта необходимо было проверить ряд основных положений, в частности то, как наночастицы магнетита взаимодействуют с siRNA и каким цитотоксическим действием они обладают в свободном виде и в комплексах с siRNA. В ходе работы было установлено, что наночастицы магнетита могут выступать в качестве самостоятельной платформы для гибридизации одноцепочечных последовательностей siRNA. Для установления причин такого феномена, был проверен ряд других наночастиц из оксидов, в частности, из диоксида кремния и оксида алюминия, а также золота. Было установлено, что только наночастицы магнетита могут успешно использоваться как платформа для гибридизации siRNA, в то время как остальные типы наночастиц не оказывали на скорость гибридизации статистически заметного влияния. Помимо этого варьированием величины заряда поверхности и его знака, а также созданием дополнительной оболочки на поверхности НЧ было показано, что управляющим параметром сборки служит соотношение размера НЧ к её заряду, т.е. плотностью заряда. Усиление гибридизации при этом наблюдалось только в узком диапазоне оптимальных значений данного параметра плотности. Такое явление может быть дополнительно рассмотрено при разработке различных систем доставки на основе siRNA. Например, магнитные НЧ могут быть нацелены на желаемый сайт в организме человека и увеличивать скорость гибридизации одиночных цепей siRNA, когда это необходимо. Это может быть использовано при лечении рака или других видах терапии. Также в рамках проверки ряда отличных от магнетита материалов для наночастиц, была исследована цитотоксичность оксидов алюминия, циркония, гафния, тантала и титана. Ни одни из НЧ не оказали сильного влияния на жизнеспособность культивируемых клеток млекопитающих, как нормальных, так и злокачественных. Цирконий был токсичен для мышей, в то время как оксид алюминия значимо влиял на перенос плазмиды между штаммами E.coli. Эти результаты подтверждают дифференциальную применимость металлооксидных наночастиц в различных ситуациях. Также в ходе проведенных работ были разработаны карбонатные капсулы с определенным размером и физико-химическими свойствами. Данные капсулы способны переходить из одной полиморфной модификации в другую, в результате чего происходит высвобождение загруженного в них препарата в окружающую среду. Параллельно было показано, что возможна доставка и корректная работа siRNA, связанных с магнитными наночастицами, под действием постоянных магнитов. Данные разработки позволят на следующем этапе работ произвести загрузку siRNA, связанных с магнитными наночастицами, в карбонатные капсулы для осуществления магнитоуправляемой доставки.

 

Результаты: По результатам работы опубликованы 2 статьи в журналах из первого квартиля, результаты представлены на международной научной конференции Sol-Gel 2019, а также подготовлена и отправлена в журнала еще одна статья.