Naujas metodas, sukurtas tyrimų grupės, vadovaujamos Rice universiteto Jerzy Szablowskio, suteikia vilties smegenų sutrikimams gydyti naudojant genų terapiją. Naujoviškas požiūris galėtų pakeisti paveldimų ligų ir psichikos sveikatos problemų gydymą, naujai tiksliai nukreipiant į konkrečius smegenų regionus. Tyrėjų darbai buvo paskelbti m Gamtos komunikacijos.
Genų terapija gali ištaisyti genetinius defektus, tačiau terapinių genų pristatymas į smegenis sukėlė didelių iššūkių. Tradiciniai neinvaziniai metodai nėra veiksmingi, jie nukreipti į visas smegenis, o ne tik į sergančius regionus ir gali paveikti sveikus audinius, o tai gali sukelti toksiškumą.
„Dažniausiai naudojama alternatyva yra išgręžti skylę kaukolėje ir įdurti adatą į smegenis, tačiau ši operacija yra invazinė ir kelia savo pavojų“, – sakė bioinžinerijos docentas Szablowskis.
Tyrėjų komanda sukūrė procesą, leidžiantį vektoriams arba įrankiams, naudojamiems genetinei medžiagai pristatyti į smegenų ląsteles, patekti į tikslinius regionus, neleidžiant ląstelėms nukraujuoti. Metodas apima modifikuotų genų pristatymo vektorių suleidimą į kraują, leidžiantį jiems patekti į smegenis.
Kai kurie klinikų naudojami vektoriai, vadinami su adeno susijusiais virusiniais vektoriais (AAV), gali patekti į smegenis po tikslinio ultragarsinio gydymo, tačiau jie linkę ribotai efektyviai patekti į smegenis ir pernešti daug kitų kūno audinių. Tyrėjai pakeitė AAV, kad suteiktų jiems galimybę efektyviau tobulėti.
Tyrėjai iškėlė hipotezę, kad modifikuodami vektoriaus apvalkalą jie gali rasti baltymų sekas, dėl kurių pagerėjo patekimas į smegenis, bet tik ultragarsu stimuliuojamose srityse. Be to, jie teigė, kad jie galėtų rasti vektorius, kurie vienu metu gali sumažinti kepenų transdukciją, kuri yra vienas iš pagrindinių bendrų genų tiekimo vektorių tikslų ir vienas didžiausių toksiškumo šaltinių genų terapijoje.
„Siekdami nustatyti geriausius vektorius, pelėms suleidome 1,3 milijardo variantų“, – sakė tyrimo vadovas Richardas Li. Tada mokslininkai ultragarsu stimuliavo tam tikrus smegenų regionus, kad būtų galima patekti į konkrečius smegenų regionus.
„Išskirdami vektorius, kurie pateko į smegenis, atradome tūkstančius perspektyvių kandidatų“, – sakė Li.
Atlikdami griežtus tyrimus, mokslininkai nustatė keletą vektorių, kurie parodė patobulintą smegenų tiekimą ir sumažino kepenų taikymą.
Pasak Szablowskio, genų terapijos vektoriai buvo kuriami daugelį metų, o tai žada rezultatus, galinčius gydyti sutrikimus, paveikiančius visas smegenis. „Šis darbas yra pirmas kartas, kai buvo sujungti inžineriniai vektoriai ir fokusuotas ultragarsinis pristatymas“, – sakė jis.
Naujasis metodas yra neinvazinis būdas pristatyti genus į konkrečias smegenų vietas, todėl jis ypač tinkamas gydyti sutrikimus, atsirandančius konkrečiose smegenų srityse, pavyzdžiui, psichikos sutrikimus. Grupės tyrimai parodė, kad ultragarso derinimas su inžineriniais vektoriais pagerino smegenų ir kepenų specifiškumą maždaug 1000 kartų, palyginti su kliniškai naudojamais AAV be tikslinio ultragarso gydymo.
„Tai yra svarbus patobulinimas, nes didesnis kepenų transdukcija gali apriboti toksiškumą”, – sakė Szablowski. „Ir geresnis smegenų pristatymo efektyvumas reiškia, kad reikalingos mažesnės vektorių dozės, o tai gali sumažinti genų terapijos išlaidas.”