Veel hardnekkige ziekten zijn het gevolg van een genetische mutatie. Genome editing technologie belooft de mutatie te corrigeren en daarmee nieuwe behandelingen voor patiënten. Het blijft echter een grote uitdaging om de technologie bij de cellen te krijgen die de correctie nodig hebben. Een nieuwe studie onder leiding van CiRA Junior Associate Professor Akitsu Hotta en in samenwerking met Takeda Pharmaceutical Company Limited als onderdeel van het T-CiRA Joint Research Program rapporteert hoe lipidenanodeeltjes een effectief middel zijn voor de levering om Duchenne-spierdystrofie (DMD) bij muizen te behandelen .

De Nobelprijs voor scheikunde van vorig jaar voor de ontdekkers van CRISPR-Cas9 bevestigde de impact van genome editing-technologie. Hoewel CRISPR-Cas9 kan worden toegepast op landbouw en veeteelt voor voedzamer voedsel en robuustere gewassen, gaat de meeste media-aandacht uit naar het medische potentieel ervan. DMD is slechts een van de vele ziekten die onderzoekers voorzien in een behandeling met CRISPR-Cas9.

"Oligonucleotide-medicijnen zijn nu beschikbaar voor DMD, maar hun effecten zijn van voorbijgaande aard, dus de patiënt moet wekelijkse behandelingen ondergaan. Aan de andere kant zijn de CRISPR-Cas9-effecten langdurig", zei Hotta.

DMD resulteert in progressieve spieratrofie door het hele lichaam. Patiënten beginnen normaal gesproken symptomen te vertonen, zoals gemakkelijk vallen en niet kunnen rennen voordat ze naar school gaan, en dragen vaak beademingsapparatuur voordat ze volwassen zijn.

Voor een ziekte als DMD is het noodzakelijk om een ​​breed scala aan skeletspieren aan te pakken, wat betekent dat meerdere injecties belangrijk zijn. Momenteel onderzochte toedieningssystemen maken gebruik van niet-pathogene virussen om CRISPR-Cas9 af te leveren, maar deze virussen induceren immuunreacties en de productie van antilichamen, die meerdere injecties verbieden.

Lipide nanodeeltjes kunnen deze reacties voorkomen. Zoals hun naam al doet vermoeden, zijn lipidenanodeeltjes kleine deeltjes met een diameter van minder dan 0,1 µm en bestaan ​​ze uit lipiden die hun eigenschappen veranderen als reactie op zuurgraad. Door deze functie kunnen ze buiten de cel intact blijven, maar eenmaal binnen scheuren ze om hun inhoud vrij te geven, zoals CRISPR-Cas9, dat vervolgens vrij is om de genmutatie te corrigeren. Lipide-nanodeeltjes worden gebruikt voor COVID-19-vaccins, maar hun nut voor genome editing-therapie wordt nog onderzocht. Als onderdeel van het T-CiRA Joint Research Program heeft Hotta lipide-nanodeeltjes ontwikkeld die genome editing-technologie aan de cel kunnen leveren.

Na experimenten met verschillende formuleringen, rapporteert de studie een nieuw lipidenanodeeltje dat CRISPR-Cas9 inkapselt en zich richt op spiercellen in muizen.

In tegenstelling tot oligonucleotide-geneesmiddelen, waarvan de effecten bij muizen na de behandeling voortdurend afnamen en na een paar maanden verdwenen, toont de studie aan dat de levering van CRISPR-Cas9 met het nieuwe lipide-nanodeeltje een constant effect in de spieren had dat langer dan een jaar aanhield.

Bovendien waren de effecten duidelijk, zelfs bij toediening van de deeltjes met meerdere intramusculaire injecties, terwijl de op virus gebaseerde toediening geen effect had na de tweede injectie. Bovendien hadden intraveneus geperfuseerde lipidenanodeeltjes in de ledematen therapeutisch voordeel voor meerdere spierweefsels.

Als toevoeging aan de veiligheid merkte Hotta op:"CRISPR-Cas9 verdween binnen een paar dagen uit het lichaam. Dat betekent dat het risico van off-target genoombewerking minimaal is, maar de therapeutische effecten houden lang aan." + Verder verkennen

CRISPR/Cas9-genbewerking verhoogt de effectiviteit van ultrasone kankertherapie