Fig. 1 Strukturell översikt av stjärn-PLL. Illustrerad ovan är (A) en strukturell översikt över de två stjärn-PLL:erna som används i denna studie, nämligen G4(32)PLL40 (32-stjärnig-PLL) och G5(64)PLL5 (64-stjärnig-PLL), (B) kemisk struktur av 32-stjärnig-PLL och (C) kemisk struktur av 64-stjärnig-PLL. Återges från ref. 1 med tillstånd från Elsevier, upphovsrätt 2018.
Forskare har utvecklat polypeptidbaserade material som fungerar som effektiva vektorer för att leverera genterapier. Den första plattformen i sitt slag gör att vektorerna kan anpassas för att passa den specifika genterapilasten.
Arbetet, leds av forskare från RCSI University of Medicine and Health Sciences och finansieras av Science Foundation Ireland, publiceras i Biomaterialvetenskap .
En stor utmaning för genterapier är att förbereda dem på ett sätt som kan leverera den genetiska informationen till värdcellerna. För covid-19-vaccinerna som använder mRNA-teknik, den genetiska informationen levereras i en lipidnanopartikel för att bibehålla dess stabilitet och leverera den till celler. Framgången med covid-vaccinerna har etablerat nanopartiklar som nyckeln till utvecklingen av många avancerade terapier.
Forskarna utvecklade en plattform som producerar skräddarsydda stjärnformade polypeptidnanopartiklar, som effektivt levererar en rad terapier, inklusive genterapi. Avgörande, dessa polypeptider är mer flexibla och lättare att hantera än lipider. För att visa potentialen i detta material, forskarna använde den för att ge en genterapi som regenererade ben.
I prekliniskt arbete, forskarna laddade materialet med DNA-molekyler som främjar ben och blodkärl att växa igen. De placerade dessa nanoläkemedel i en ställning som kunde implanteras på en defekt plats och leverera den genetiska lasten till infiltrerande värdceller. Den genladdade ställningen accelererade benvävnadsregenerering, med en sexfaldig ökning av ny benbildning jämfört med enbart en ställning.
"Med framgången med covid-19-vaccinerna, potentialen för genterapi blir uppenbar, och avancerade tillförselsystem för nanopartiklar är nyckeln till att de ska kunna användas kliniskt. Vi har visat att dessa nanopartiklar har en verklig potential att bli en spelförändring i leveransen av genterapier, sa professor Sally-Ann Cryan, studiens seniorförfattare och professor i läkemedelsleverans, RCSI.
"Medan fler tester behövs innan dessa terapier kan användas kliniskt, vår plattform tillåter oss att designa våra polypeptider för att möta en mängd olika leveransscenarier och tillhandahålla skräddarsydda lösningar på genleveransutmaningar, tillade professor Andreas Heise, projektmedarbetare och professor i polymerkemi, RCSI.
