Technologia iTOP dostarczania białek do komórek
Edycja genów jest obiecującą metodą, posiadającą wiele możliwych zastosowań, takich jak immunomodulacja, leczenie nowotworów czy terapia chorób dziedzicznych. Jednak internalizacja białek wykorzystywanych do edycji genów stanowi duże wyzwanie wynikające z tego, że białka te posiadają naturalnie dużą masę cząsteczkową i biegunowość, a więc cechy, które uniemożliwiają im przeniknięcie przez błonę komórkową.
Metoda iTOP dostarczania do wnętrza komórek białek do edycji genów
Twórcy finansowanego ze środków UE projektu ENTRANCE wykorzystali kombinację niewielkich cząsteczek do skutecznego wprowadzenia do wnętrza komórek białek do edycji genów. Partnerzy projektu nazwali ten proces indukowaną transdukcją z wykorzystaniem osmocytozy i propano-betainy, w skrócie „iTOP” (ang. induced transduction by osocytosis and propanebetaine). Metoda ta polega na użyciu soli do wywołania hiperosmolarności oraz, w połączeniu z propano-betainą, czyli związkiem wykorzystywanym w procesie transdukcji, uruchomieniu wychwytu makropinocytotycznego dostarczonych z zewnątrz makrocząsteczek, a następnie ich uwolnieniu we wnętrzu komórki. „Z dużym zainteresowaniem obserwowaliśmy, jak wysoka jest skuteczność technologii iTOP w dostarczaniu systemów do edycji genów w różnych rodzajach komórek. Opiera się ona na zasadzie szybkiego dostarczania i szybkiego oczyszczania (ang. Fast in, Fast clearance), dzięki czemu edycja genów jest procesem nietoksycznym, łatwym i niezwykle skutecznym, co wyróżnia ją na tle innych podejść”, wyjaśnia Marco de Boer, dyrektor generalny i współzałożyciel firmy NTrans Technologies oraz koordynator projektu. Grupa badawcza pod kierunkiem Nielsa Geijsena z Instytutu Hubrechta Uniwersytetu w Utrechcie jako pierwsza opracowała technologię iTOP. Technologie edycji genów mają na celu modyfikację pewnej części genomu na potrzeby badań naukowych lub w celach terapeutycznych. Jednocześnie ich skuteczność i bezpieczeństwo zależą od precyzyjnego dostarczenia białka do komórek i tkanek. W metodzie iTOP system CRISPR/Cas9 jest dostarczany w postaci kompleksu rybonukleoproteinowego (RNP), co posiada dwie zasadnicze zalety. Po pierwsze, kompleks CRISPR/Cas9 staje się od razy aktywny i skutecznie wprowadza zamierzone modyfikacje, po drugie ulega on rozpadowi po względnie krótkim czasie, zmniejszając ryzyko powstania niezamierzonych skutków związanych z użyciem wektorów wirusowych. Ponadto dostarczanie białka w postaci kompleksu RNP pozwala uniknąć wielu problemów immunologicznych często obserwowanych w przypadku dostarczania wirusów. Naukowcy z NTrance zoptymalizowali skład iTOP i opracowali protokoły najbardziej skutecznej transfekcji różnych typów komórek, w tym linii komórkowych, komórek macierzystych i limfocytów T. Przetestowali również szereg odczynników do dostarczania różnych cząsteczek. „Finansowanie jakie otrzymaliśmy w ramach projektu ENTRANCE miało kluczowe znaczenie dla opracowania technologii iTOP”, podkreśla de Boer. Platforma jest już gotowa do wprowadzenia na rynek, zaś partnerzy projektu poszukują sprawdzonego dostawcy narzędzia CRISPR o zasięgu międzynarodowym. Aktualnie badacze koncentrują się na opracowaniu nowej, zastrzeżonej endonukleazy CRISPR, która w połączeniu z iTOP stanie się jedyną w swoim rodzaju platformą terapeutyczną do terapii immunologicznej i zastosowań genomowych. Badacze z NTrans czynią dalsze postępy kliniczne w kierunku opracowania terapii dystrofii mięśniowej Duchenne’a. „Naszą misją jest przełożenie wyjątkowej technologii iTOP na nowe, przełomowe terapie, które będą skuteczne w leczeniu chorób genetycznych i nowotworowych”, podsumowuje de Boer.
Słowa kluczowe
ENTRANCE, iTOP, dostarczanie genów, CRISPR/Cas9
