Sukces dostarczania ładunku w terapii genowej
Terapia genowa to sposób leczenia polegający na wprowadzeniu materiału genetycznego do komórek lub tkanek, gdzie może zostać użyty w leczeniu chorób. Terapia genowa może przyjąć formę zastąpienia, unieczynnienia lub wprowadzenia całkowicie nowego genu lub genów. Jedną z poważnych przeszkód okazał się być sposób faktycznego dostarczania odpowiedniego czynnika genetycznego do miejsca jego działania. W ramach projektu CPP badano zastosowanie peptydów penetrujących komórkę (CPP, cell penetrating peptides) w celu znalezienia alternatywy dla wirusowych czynników transfekcyjnych jako metody dostarczenia tak zwanego ładunku. Zespół z Laboratorium Biologii Molekularnej w Cambridge skupił się zwłaszcza na zastosowaniu sprzężonych peptydów CPP w celu ułatwienia pobrania ładunku i przemieszczenia do żądanego miejsca docelowego w komórce. Naukowcy opracowali metody chemicznego łączenia peptydów CPP z szeregiem oligonukleotydów antysensownych, peptydowego kwasu nukleinowego (PNA, peptide nucleic acid) i krótkiego interferencyjnego RNA (siRNA, short interference RNA). Wszystkie te cząsteczki ładunku mają zdolność modulacji aktywności genów. Na przykład oligonukleotydy antysensowne modyfikują działanie genu przez steryczne blokowanie jego trybu działania. W wyniku obserwacji stwierdzono, że uwolnienie do cytozolu lub jądrowych obszarów komórki było trudne do uzyskania. Wykazano, że proces dostarczania do tych miejsc zależy od struktury. Zespół odkrył jednak, że można ułatwić ten proces przez zastosowanie chlorochiny, czynnika przeciwmalarycznego działającego jak endosomalny czynnik uwalniający. Działanie było również indukowane, gdy peptydy CPP były połączone z siRNA. W tym przypadku zaobserwowano zmniejszenie ekspresji kinazy p38 MAP, szlaku zaangażowanego w wiele stanów zapalnych. Po znalezieniu się w komórce sprzężone kompleksy występowały głównie w strukturach związanych z błoną, najczęściej w endosomach. W innowacyjnej metodzie badawczej wykorzystano system Tat HIV-1, w którym aktywność uzyskuje się jedynie wówczas, gdy ładunek blokady sterycznej wnika do jądra i wiąże się ze swoim RNA docelowym. Protokoły opracowane w ramach tych badań mogą pełnić ważną rolę w procesie składania sekwencji genetycznych i następującej po nim korekcji genów. Wyniki tych badań stanowią solidną podstawę, na której można by oprzeć leczenie przeciwwirusowe i przeciwrakowe.