Fig. 1 Structureel overzicht van star-PLL’s. Hierboven geïllustreerd is (A) een structurele schets van de twee ster-PLL’s die in deze studie zijn gebruikt, namelijk G4(32)PLL40 (32-star-PLL) en G5(64)PLL5 (64-star-PLL), (B) chemische structuur van 32-sterren-PLL en (C) chemische structuur van 64-sterren-PLL. Overgenomen van ref. 1 met toestemming van Elsevier, copyright 2018.
Wetenschappers hebben op polypeptide gebaseerde materialen ontwikkeld die fungeren als effectieve vectoren voor het leveren van gentherapieën. Dankzij het unieke platform kunnen de vectoren worden aangepast aan de specifieke lading van gentherapie.
Het werk, geleid door onderzoekers van RCSI University of Medicine and Health Sciences en gefinancierd door Science Foundation Ireland, is gepubliceerd in: Biomateriaalwetenschap.
Een grote uitdaging voor gentherapieën is om ze zodanig voor te bereiden dat de genetische informatie in de gastheercellen kan worden afgeleverd. Voor de COVID-19-vaccins die mRNA-technologie gebruiken, wordt de genetische informatie geleverd in een lipidenanodeeltje om de stabiliteit te behouden en in cellen af te geven. Door het succes van de COVID-vaccins zijn nanodeeltjes de sleutel tot de ontwikkeling van veel geavanceerde therapieën geworden.
De onderzoekers ontwikkelden een platform dat op maat gemaakte stervormige polypeptidenanodeeltjes produceert, die effectief een reeks therapieën leveren, waaronder gentherapieën. Cruciaal is dat deze polypeptiden flexibeler en gemakkelijker te hanteren zijn dan lipiden. Om het potentieel van dit materiaal te demonstreren, gebruikten de onderzoekers het om een gentherapie te leveren die bot regenereerde.
In preklinisch werk laadden de onderzoekers het materiaal met DNA-moleculen die ervoor zorgen dat botten en bloedvaten opnieuw groeien. Ze plaatsten deze nanomedicijnen in een steiger die op een defecte plek kon worden geïmplanteerd en de genetische lading in infiltrerende gastheercellen kon afleveren. De gen-geladen scaffold versnelde de regeneratie van botweefsel, met een zesvoudige toename van de vorming van nieuw bot in vergelijking met een scaffold alleen.
“Met het succes van de COVID-19-vaccins wordt het potentieel van gentherapieën duidelijk, en geavanceerde toedieningssystemen voor nanodeeltjes zijn essentieel om hun klinisch gebruik mogelijk te maken. We hebben aangetoond dat deze nanodeeltjes echt potentieel hebben om een game-changer te zijn bij de levering van gentherapieën”, zegt professor Sally-Ann Cryan, de senior auteur van de studie en hoogleraar Drug Delivery, RCSI.
“Hoewel er meer tests nodig zijn voordat deze therapieën klinisch kunnen worden gebruikt, stelt ons platform ons in staat om onze polypeptiden te ontwerpen om te voldoen aan een verscheidenheid aan leveringsscenario’s en om op maat gemaakte oplossingen te bieden voor uitdagingen op het gebied van genafgifte”, voegde professor Andreas Heise, projectmedewerker en professor van Polymer toe. Chemie, RCSI.
David P. Walsh et al, Gene-geactiveerde scaffolds die stervormige polypeptide-pDNA-nanomedicijnen bevatten, versnellen de regeneratie van botweefsel in vivo, Biomateriaalwetenschap (2021). DOI: 10.1039/D1BM00094B
Biomateriaalwetenschap
Geleverd door RCSI University of Medicine and Health Sciences
