CNP genereert grote hoeveelheden EV’s geladen met COL1A1-mRNA. aSchematische weergave van door CNP gegenereerde EV’s voor gerichte nucleïnezuurafgifte. bEV-nummer per cel geproduceerd door onbehandelde nHDF’s in PBS-buffer als controle, BEP of CNP met PBS-buffer alleen in 24 uur (n = 3 voor elke groep; *P = 0,048 Controle versus BEP; **P = 0,005 Controle versus CNP; ##P= 0,002 BEP versus CNP). cKarakterisering van EV’s door analyse van het volgen van nanodeeltjes. dRT-qPCR van COL1A1mRNA onthult dat EV’s geproduceerd door CNP veel grotere hoeveelheden getranscribeerde mRNA’s bevatten dan EV’s geproduceerd door BEP- en controlegroepen in 24 uur (n= 3 voor alle groepen; **P= 0,002 Controle versus BEP; ***P ###Pe, gelelektroforese van totaal RNA geëxtraheerd uit 3,78 x 1068 EV’s geproduceerd door CNP gebruiken COL1A1-GFP plasmide vergeleken met synthetisch in vitro getranscribeerd COL1A1mRNA als controle. fProliferatie van nHDF’s na behandeling met verschillende eiwitconcentraties van COL1A1-EV’s op 0 uur, 24 uur en 48 uur (n= 4 voor alle groepen; om 24 uur: #P= 0,0107, 10 µg ml−1 versus 0 µg ml−1 eiwitconcentratie van COL1A1-EV’s na behandeling; ##P= 0,002, 20 µg ml−1 versus 0 µg ml−1; ###P−1 versus 0 µg ml−1; om 48 uur: *P= 0,045, 10 µg ml−1 versus 0 µg ml−1 van COL1A1-EV-behandeling; ***P−1 versus 0 µg ml−1; ***P−1 versus 0 µg ml−1). Alle gegevens zijn afkomstig van drie onafhankelijke experimenten en worden gepresenteerd als gemiddelden ± sem tweezijdige studenten t-tests werden gebruikt voor de vergelijkingen in b en d. One-way ANOVA werd gebruikt voor de vergelijkingen in f. Credit: Natuur Biomedische Technologie(2023). DOI: 10.1038/s41551-022-00989-w
Een team van onderzoekers onder leiding van het MD Anderson Cancer Center van de Universiteit van Texas heeft een nieuw toedieningssysteem voor boodschapper-RNA (mRNA) ontwikkeld met behulp van extracellulaire blaasjes (EV’s). De nieuwe techniek heeft het potentieel om veel van de leveringshindernissen te overwinnen waarmee andere veelbelovende mRNA-therapieën worden geconfronteerd.
In de studie, vandaag gepubliceerd in Natuur Biomedische Technologie, gebruiken de onderzoekers EV-ingekapseld mRNA om de productie van collageen gedurende enkele maanden te initiëren en te ondersteunen in de cellen van de door licht verouderde huid in laboratoriummodellen. Het is de eerste therapie die dit vermogen aantoont en vertegenwoordigt een proof-of-concept voor het inzetten van de EV-mRNA-therapie.
“Dit is een geheel nieuwe modaliteit voor het afleveren van mRNA”, zegt corresponderende auteur Betty Kim, MD, Ph.D., professor in de neurochirurgie. “We hebben het in onze studie gebruikt om de productie van collageen in cellen op gang te brengen, maar het heeft het potentieel om een ​​toedieningssysteem te zijn voor een aantal mRNA-therapieën die momenteel geen goede methode hebben om te worden toegediend.”
De genetische code voor het bouwen van specifieke eiwitten zit vervat in mRNA, maar het afleveren van mRNA in het lichaam is een van de grootste hindernissen voor klinische toepassingen van veel op mRNA gebaseerde therapieën.
De huidige COVID-19-vaccins, die het eerste wijdverbreide gebruik van mRNA-therapie markeerden, gebruiken lipide nanodeeltjes voor toediening, en de andere primaire toedieningssystemen voor genetisch materiaal zijn tot nu toe gebaseerd op virussen. Elk van deze benaderingen heeft echter bepaalde beperkingen en uitdagingen.
Extracellulaire blaasjes zijn kleine structuren gemaakt door cellen die biomoleculen en nucleïnezuren in het lichaam transporteren. Deze van nature voorkomende deeltjes kunnen worden aangepast om mRNA’s te dragen, waardoor ze het voordeel hebben van aangeboren biocompatibiliteit zonder een sterke immuunrespons op te wekken, waardoor ze meerdere keren kunnen worden toegediend. Bovendien kunnen ze door hun grootte zelfs de grootste menselijke genen en eiwitten dragen.
In de huidige studie gebruikte het onderzoeksteam EV-mRNA-therapie om COL1A1-mRNA, dat codeert voor het collageeneiwit, af te leveren in de huidcellen van een laboratoriummodel dat de door veroudering beschadigde huid bij mensen nabootst. Het EV-mRNA werd toegediend met behulp van een micronaaldafgiftesysteem via een pleister die op de huid werd aangebracht. Deze enkele injectie verbeterde de collageenproductie en verminderde rimpelvorming in het beoogde gebied gedurende twee maanden.
Hoewel het op gang brengen van collageenproductie in cellen op zichzelf al een opmerkelijke prestatie is, opent deze studie de deur voor verdere evaluatie van EV-mRNA-therapie als een levensvatbaar platform voor mRNA-afgifte, zei Kim.
“MRNA-therapieën hebben het potentieel om een ​​aantal gezondheidsproblemen aan te pakken, van eiwitverlies naarmate we ouder worden tot erfelijke aandoeningen waarbij gunstige genen of eiwitten ontbreken,” zei Kim. “Er is zelfs het potentieel om tumoronderdrukkend mRNA te leveren als kankertherapie, dus het vinden van een nieuwe manier om mRNA af te leveren is opwindend. Er is nog werk aan de winkel om dit naar de kliniek te brengen, maar deze eerste resultaten zijn veelbelovend.”
Meer informatie:
Feng Lan, intradermaal afgeleverde mRNA-inkapselende extracellulaire blaasjes voor collageenvervangende therapie, Natuur Biomedische Technologie(2023). DOI: 10.1038/s41551-022-00989-w. www.nature.com/articles/s41551-022-00989-w
Tijdschrift informatie:
Natuur Biomedische Technologie
Aangeboden door het MD Anderson Cancer Center van de Universiteit van Texas
