ДНК связывается с полиионными комплексами перед транспортировкой в плавающие клетки. Молекулы дендримера PAMAM-G2 могут быть модифицированы группами гуанидина для получения сильно заряженных структур, которые могут обеспечить превосходный транспорт генов и низкую цитотоксичность при правильной пропорции гуанидина. Фото: Токийский столичный университет
Ученые из Токийского столичного университета разработали новый полимер, который может эффективно транспортировать плазмидную ДНК в Т-клетки во время Т-клеточной терапии химерными антигенными рецепторами (CAR), ключевого метода лечения рака крови. Важно отметить, что он может переносить гены в плавающие Т-клетки, а не только в те, которые прикреплены к поверхности. Он стабилен, нетоксичен и не использует вирусы. Он превосходит по эффективности полиионные соединения, считающиеся золотым стандартом в этой области, что открывает путь к новым методам лечения.
Их исследования опубликованы в журнале Полимеры для передовых технологий.
Т-клетки или лимфоциты — это тип лейкоцитов, которые помогают нашей иммунной системе бороться с микробами и защищать нас от болезней. Недавно стала доступна технология, которая помогает перепрограммировать Т-клетки для борьбы с раком. Т-клеточная терапия химерным антигенным рецептором (CAR) работает путем введения новых генов в Т-клетки; эти новые «инструкции» помогают создавать на поверхности клеток рецепторы, которые могут связываться с раковыми клетками, эффективно делая раковые клетки основной мишенью для нашей собственной иммунной системы. <р>Ключевым шагом в этом процессе является эффективная доставка ДНК, генетического проекта, в Т-клетки, взятые у пациента, в процессе, известном как трансфекция ex-vivo. Во многих методах используются вирусы, которые, естественно, хорошо доставляют гены. Однако здесь есть свои проблемы, поскольку существуют проблемы безопасности, связанные с самими вирусами, и наша иммунная система может атаковать их напрямую. Вот почему исследователи обращаются к альтернативным средствам, в частности к полиионным комплексам (ПИК), где крупные полимерные структуры связывают ДНК и помогают переносить ее в Т-клетки. Однако известно, что PIC способны переносить гены только в Т-клетки, прикрепленные к поверхностям, а не плавать вокруг, как в обычном образце.
Теперь команда под руководством профессора Шойчиро Асаямы из Токийского столичного университета создала новое полимерное соединение, которое может эффективно доставлять плазмидную ДНК (пДНК) в плавающие Т-клетки. Они использовали дендример — крупные полимеры с разветвленной структурой, напоминающей волосатый клубок. <р>В частности, они использовали полиамидоамин второго поколения (PAMAM-G2); Второе поколение в данном случае означает количество раз, когда образуются новые ветви, исходящие из центральной структуры. Экспериментируя с модификациями концов ветвей, они обнаружили, что могут реализовать широкий диапазон поведения связывания пДНК с PAMAM-G2. <р>В частности, команда обнаружила, что PAMAM-G2 с определенным соотношением первичных аминогрупп на концах ветвей, замененных высокоосновными гуанидиновыми (Gu) группами, дает превосходные носители для пДНК. PAMAM-G2-Gu имел очень высокий заряд и был подходящего размера для макропиноцитоза – распространенного механизма, при котором клетки «глотают» и включают внешний материал.
При правильном рецепте ПИК также оказались нетоксичными и стабильными в плазме крови. Важно отметить, что PAMAM-G2-Gu(53) (53% замена гуанидином) значительно превосходил разветвленный поли(этиленимин) или bPEI, золотой стандарт PIC для трансфекции генов, в тестах на плавающих Т-клетках.
Учитывая их низкую токсичность и выдающиеся свойства переносимости, команда считает, что у них есть жизнеспособный кандидат для трансфекции ex vivo в следующем поколении методов лечения CAR Т-клетками, что является важным вариантом терапии для пациентов с широким спектром опасных для жизни заболеваний. болезни.
Дополнительная информация: Риото Кон и др., Синтез носителей пДНК типа гуанидин-дендримера для доставки генов в плавающие клетки крови, Полимеры для передовых технологий (2023). DOI: 10.1002/pat.6136 Предоставлено Токийским столичным университетом.
