科學家使用超多孔材料成功將CRISPR工具傳遞到癌細胞中
CRISPR/Cas9基因編輯工具已經顯示出治療多種疾病的前景,但首先將其送入細胞中可能是一個挑戰。現在,澳大利亞的研究人員已經將該工具包裝在被稱為金屬有機框架(MOFs)的多孔材料內,塗上綠茶化合物,並利用它來沉默前列腺癌細胞中的關鍵基因。
由於病毒可以自然地進入宿主細胞,因此它們經常被“劫持”,並使其攜帶醫療有效載荷進入特定的細胞類型中進行工作。對於CRISPR來說,一種被稱為腺相關病毒(AAV)的滅活病毒是最常見的載體,已經在一些試驗中使用。但AAV也有它的問題–它可能會引發有害的免疫反應,而且由於它是一種常見的病毒,許多患者已經對它有了一定的免疫力,從而使它無法達到目標。
非病毒遞送系統可能是一種更安全的替代方案,此外,它們可以被設計成攜帶更大的有效載荷,並且在大量製造時更加簡單和便宜。對於新的研究,RMIT大學和CSIRO的研究人員研究了金屬有機框架在攜帶CRISPR進入癌細胞方面的效果。
金屬有機框架是一種表面積極高的材料,就其尺寸而言–理論上,僅僅一茶匙的東西就有一個足球場的表面積。這使得它們非常適合捕捉分子,近年來金屬有機框架已經被用作高效的海水淡化過濾器,或從空氣中捕捉某些分子,如二氧化碳或飲用水。
藥物輸送是金屬有機框架具有潛力的另一個途徑,之前的研究表明,它們可以幫助布洛芬更快地緩解疼痛,並持續更長時間。對於新的研究,該團隊將金屬有機框架加載到CRISPR/Cas9的質粒形式,並將它們引入到前列腺癌細胞的培養中。
CRISPR的這種變體不是切割DNA,而是設計成沉默RPSA基因,該基因編碼一種名為LAM67R的蛋白質。這種蛋白的過量表達與癌症擴散和發展新的血管以更好地維持其細胞有關,而沉默它已被證明會誘導細胞死亡。
研究團隊發現,攜帶CRISPR的金屬有機框架能夠有效地進入前列腺癌細胞,並開始殺死它們。細胞的存活率從治療後24小時的72%,下降到96小時時只有34%。有趣的是,當塗上EGCG(一種在綠茶中發現的化學物質)時,該方法更加有效。
“我們發現,與未加塗層的金屬有機框架相比,加上EGCG塗層的金屬有機框架的細胞吸收率增加了23%以上,”該研究的共同作者Arpita Poddar說。
這項研究還處於早期階段。到目前為止,該技術只在細胞培養物中進行了測試,所以不能保證它在動物身上也能發揮作用,更不用說人類了。還需要做進一步的工作,該團隊還計劃研究該方法如何針對其他疾病。
該研究發表在《ChemComm》雜誌上。