Ученые предложили доставлять препараты для генной терапии с помощью пены

Эффективность и безопасность геннотерапевтических препаратов можно повысить, если их доставить с помощью пены. Американские исследователи в экспериментах на мышах доказали, что пена на основе метилцеллюлозы многократно повышала эффективность доставки генетического материала в организм по сравнению с обычной суспензией. При этом пена с препаратом распределялась более равномерно в заданном месте и практически отсутствовала утечка терапевтического средства в ткани, не являющиеся мишенью.
В исследовании, опубликованном в журнале Nature Communications, ученые из США изучили преимущества жидкой пены как альтернативы традиционным средствам доставки геннотерапевтических препаратов. Жидкая пена, состоящая из метилцеллюлозы и ксантановой камеди (обе одобрены Управлением по контролю за продуктами и лекарствами США (FDA) как безопасные для использования человеком), продемонстрировала повышение эффективности трансфекции в 2,9-384 раза по сравнению с векторами на жидкой основе при доставке невирусных генов в модельные системы на мышах.

Пена - это материал, образующийся в результате коллоидной дисперсии пузырьков воздуха, удерживаемых внутри жидких или твердых слоев. Исследователи проявляют большой интерес к пенам на жидкой основе в качестве систем доставки лекарственных средств благодаря их уникальным физико-химическим свойствам – их большие объемы газа, чередующиеся с небольшими объемами жидкости, обеспечивают концентрацию действующего вещества в тонких пленках жидкости.

Несмотря на существенные преимущества и растущую популярность в фармацевтической и косметической промышленности, векторные средства доставки на основе пены, как ни странно, до настоящего времени не были исследованы для применения в клинической генной терапии. По мере того как первая волна препаратов для коррекции генов начинает поступать к пациентам, ограничения их жидких переносчиков становятся все более очевидными - препараты на жидкой основе подвержены утечке из тканей, часто попадая в ткани, не являющиеся мишенью. Из-за этого производители намеренно увеличивают концентрацию действующего вещества, что значительно повышает цены на эти и без того дорогостоящие лекарства, снижая их доступность для широкой публики. Действие этих высокоспецифичных к типу клеток генных терапий в тканях, не являющихся мишенью, является токсичным.
Ученые из Онкологического исследовательского центра имени Фреда Хатчинсона под руководством Маттиаса Стефана пришли к выводам, что векторы на основе пены превосходят по эффективности векторы на жидкой основе, предотвращая попадание ДНК-содержимого в клетки, не являющиеся мишенями, позволят снизить стоимость лечения в десять и более раз и защищают вектор от иммунной системы хозяина, тем самым предотвращая токсичное побочное действие препарата.

В первом исследовании, посвященном оценке потенциальных преимуществ средств доставки лекарств на основе пены для генной терапии, исследователи обнаружили, что пена во много раз превосходит свои жидкие аналоги. В горизонтальных моделях in vitro метилцеллюлоза продемонстрировала почти 3-кратное повышение эффективности по сравнению с доступными в настоящее время жидкими векторами. В более реалистичных моделях наблюдаемое преимущество пены возросло до 384 раз.

При введении мышам внутрибрюшинно пена с мРНК-содержащими наночастицами в общем случае обеспечивала в среднем в 3,2 раза более высокий уровень трансфекции, чем суспензия, и в 2,94 и 3 раза — в брюшинных и селезеночных макрофагах, причем трансфекция была более равномерной. Клинически значимых местных и системных токсических эффектов при этом не наблюдалось.

Специалисты также убедились, что пена дольше сохраняется на участке ткани-мишени без какой-либо утечки, обычно наблюдаемой при применении жидких векторов, благодаря чему можно снизить количество терапевтического средства, необходимого для соблюдения требований к дозировке, и свести к минимуму онкогенез и аутоиммунную токсичность.
Хотя пена для генной терапии явно не подходит для системной инфузии, потенциальные клинические применения этой пенной платформы многочисленны и включают повышение безопасности и эффективности терапии онколитическими вирусами, усовершенствование вакцин, разработку генной терапии in situ для лечения желудочно-кишечных заболеваний (рак полости рта, рак пищевода, рак желудка, колоректальный рак, аутоиммунные заболевания). заболевания, поражающие пищеварительную систему), гинекологический рак, кожные заболевания (в частности, заживление ран), мезотелиомы, раковые опухоли, распространяющиеся в брюшную полость., или любой вид генной модификации in situ, требующий местного применения, считают ученые.

Результаты исследования подтвердили, что генотерапевтическая пена нетоксична и удерживается в намеченной ткани-мишени, что сводит к минимуму как системное воздействие, так и нацеливание на несущественные типы клеток. Пену можно наносить локально или вводить для заполнения полостей тела, чтобы вектор был равномерно распределен по большой площади поверхности. Технология может обеспечить безопасный, простой и широко применимый вариант в различных клинических условиях.
 

Марина КЫН