Az áttörést akadályozó biológiai korlát
Az LNP-k fő feladata, hogy biztonságosan eljuttassák a terápiás molekulákat a sejtekhez, majd azok membránján keresztül bejuttassák őket a sejt belsejébe. Bár laboratóriumi körülmények között ez egyszerűnek tűnt, a szervezet valós környezetében az LNP-k felvétele meglepően alacsony hatékonyságú volt. Ennek oka, hogy a sejtek anyagcseréje, különösen a különböző aminosavakhoz kapcsolódó folyamatai, másként működnek az emberi testben, mint a tápanyagban gazdag laboratóriumi sejttenyészetekben. Ezért a kutatók a sejtanyagcsere szintjén keresték a megoldást.
Három aminosav, ami mindent megváltoztat
A Biohub kutatócsoportja, Daniel Zongjie Wang és Shana O. Kelley vezetésével, egy egyszerű, de forradalmi ötlettel állt elő: az LNP-khez három közönséges aminosavat – a metionint, az arginint és a szerint – adagoltak. Ez az egyszerű trükk nem a hatóanyagon vagy a nanopartikulum szerkezetén változtat, hanem segít, hogy a sejtek könnyebben felvegyék azokat. Már az első tesztek során 5–20-szorosára nőtt az mRNS-terápia hatékonysága, a CRISPR génszerkesztési hatékonyság pedig egyetlen dózis után közel 90%-ot ért el, szemben a korábbi 25%-kal.
Állatkísérletekben elképesztő eredmények
Az eljárást élőállatmodellben, többek között gyógyszermérgezés okozta akut májelégtelenségben is tesztelték. Itt az LNP-n keresztül adagolt növekedési hormon mRNS-e önmagában csak a kezelt egerek harmadát mentette meg. Ha az aminosavas kiegészítést is megkapták, a túlélési arány 100%-ra ugrott, a terápiás fehérje szintje kilencszeresére nőtt, és a máj sérülésének jelei szinte teljesen eltűntek. Hasonló áttörést tapasztaltak a CRISPR–Cas9 génszerkesztésnél is: a génmódosítás hatékonysága a tüdőszövetben 85–90%-ig emelkedett, ami többek között a cisztás fibrózishoz hasonló betegségek gyógyításában kulcsfontosságú lehet.
Klinikai alkalmazás előtt
A megközelítés előnye, hogy három olyan aminosavra támaszkodik, amelyek nagy mennyiségben elérhetők, és már régóta biztonságosnak számítanak. Ezért a módszer könnyen hozzáadható a jelenlegi génterápiás vagy mRNS-alapú terápiákhoz, nincs szükség új nanorészecske-tervezésre vagy bonyolult genetikai módosításra. A következmények messzire mutatnak: most először kínálkozik valóban egyszerű módszer arra, hogy a génszerkesztés, az mRNS-terápiák, sőt akár a jövő orvoslásának számos formája közel tökéletesen hatékony legyen. Ez az innováció így gyökeresen átalakíthatja a modern egészségügyet.
