Нанопрепараты, «выключающие» геном SARS-CoV-2, — новое направление

Пандемия COVID-19 «вдохнула жизнь» в целый ряд методов и технологий, которые, несмотря на долгую предшествующую историю, еще не вышли за пределы лабораторий. Одной из них является специфическое ингибирование клеточной мРНК с помощью малых интерферирующих РНК (миРНК или siRNAs). Применительно к коронавирусам данный метод разрабатывали еще при появлении тяжелого острого респираторного синдрома (Severe acute respiratory syndrome — SARS) в начале 2000-х годов. Но до пандемии единственным одобренным в ЕС и США препаратом на основе миРНК был Onpattro (патисеран) для лечения полинейропатии при наследственном амилоидозе у взрослых.

Двухцепочечные молекулы миРНК способны заставить «замолчать» комплементарные РНК-цепи-мишени вируса, соединяясь с ними и подавляя экспрессию соответствующего гена. Данное явление, называемое РНК-интерференцией, используют для систематического «выключения» генов в клетках ради установления функций в течение последних 20 лет. Соответствующие препараты для лечения инфекций, вызванных вирусом Эпштейна — Барр, гепатита B, иммунодефицита человека, коронавирусами проходят доклинические и даже первые клинические исследования.

Недавние успехи, связанные с внедрением в широкую практику вакцин, содержащих мРНК в виде липидных наночастичек (ЛНЧ), предвещают новую эру в наномедицине. При этом ЛНЧ теперь рассматривают как надежные и безопасные средства доставки мРНК и миРНК (Idris A. et al., 2021). Китайские (Cheng Q. et al., 2020), а за ними и австралийские ученые показали, что ЛНЧ, несущие миРНК, можно настроить на целенаправленное воздействие на легкие, регулируя количество компонентов липосом. Авторы из Австралии сообщили, что ведение вирусоспецифической миРНК снизило вирусную нагрузку SARS-CoV-2 у мышей на 99,9% (Idris A. et al., 2021). Примечательно, что подавление вируса оказалось временным, и эффект был потерян через ~48 ч, что позволило предположить необходимость ежедневного внутривенного введения препаратов ЛНЧ-миРНК во время пика вирусной инфекции при будущем использовании в клинике.

Одна из проблем использования миРНК для снижения экспрессии генов заключается в том, что ее длина очень мала, включая всего 19–23 нуклеотида, в то время как длина цепи целевой РНК намного больше, от нескольких сотен до тысяч нуклеотидов. Поэтому трудно выбрать мишени на РНК для конструирования миРНК, что требует очень большой подготовительной работы (Wu R., Luo K.Q., 2021). Эти авторы из Китая в своей работе показали, что большинство из исследованных ими миРНК, нацеленных на SARS-CoV-2, смогли значительно снизить экспрессию вирусных генов со степенью ингибирования выше 50% за 24 ч.

Вышеупомянутые авторы из Австралии также показали, что созданные ими наночастицы стабильны при 4 °C в течение 12 мес, а при комнатной температуре — более 1 мес, поэтому, по убеждению ведущего исследователя, профессора Кевина Морриса (Kevin Morris), их можно использовать в условиях ограниченных ресурсов для лечения пациентов, инфицированных SARS-CoV-2.

Список использованной литературы

Cheng Q., Wei T., Farbiak L. еt al. (2020). Selective organ targeting (SORT) nanoparticles for tissue-specific mRNA delivery and CRISPR-Cas gene editing. Nat Nanotechnol? 15, 313–320. 10.1038/s41565-020-0669-6.

Idris A., Davis A., Supramaniam A. еt al. (2021) A SARSCoV-2 targeted siRNA-nanoparticle therapy for COVID-19. Molecular Therapy, doi.org/10.1016/j.ymthe.2021.05.004.

Wu R., Luo K.Q. (2021) Developing effective siRNAs to reduce the expression of key viral genes of COVID-19. Int J Biol Sci; 17(6): 1521–1529. doi: 10.7150/ijbs.59151. Available from https://www.ijbs.com/v17p1521.htm.

По материалам news.griffith.edu.au; www.cell.com; www.ijbs.com