皮皮虾科普网

皮皮虾科普网
分享国内外科学知识
皮皮虾科普网-国内外科学-科技-科普

科学家使用纳米颗粒传递的基因疗法来抑制啮齿

更新时间:2020-07-11 18:00点击:

科学家使用纳米颗粒传递的基因疗法来抑制啮齿

在大鼠和小白鼠的实验中,两位约翰霍普金斯大学的科学家——一名工程师和一名眼科医生——报告了利用纳米颗粒对致盲眼病进行基因治疗的成功。一种独特的工程大分子使研究人员能够将大量的治疗性DNA束送入眼睛细胞。

描述的研究,7月3日在科学进步,提供了证据的潜在价值nanoparticle-delivered基因疗法治疗湿年龄相关性黄斑degeneration-an眼科疾病特点是异常的血管生长,破坏光敏组织的目光以及更罕见,遗传性致盲疾病的视网膜。

许多基因治疗方法依赖于病毒载体,它利用病毒携带遗传物质进入细胞的天然能力。然而,病毒会产生免疫反应,从而阻止重复给药,而且最常用的眼部基因疗法不能携带大基因。

“一些最普遍的遗传性视网膜的一种退化是由于基因突变在很大,不能融入最常用的病毒载体,”Peter Campochiaro说,医学博士,埃克尔斯的眼科教授约翰·霍普金斯大学医学院和约翰霍普金斯医学威尔默眼科研究所的一员。

为了克服这些限制,Campochiaro和Jordan Green博士开发了一种新的方法,使用一种生物可降解聚合物包裹并压缩长段的DNA,创造出可以进入细胞的纳米颗粒。这项技术使研究人员能够将眼球细胞转化为治疗蛋白的微型工厂。

首先,为了测试纳米颗粒是否能到达目标细胞,研究人员在纳米颗粒上装载了一种荧光蛋白的基因,这种荧光蛋白能使细胞像发光棒一样发光。

这种发光的分子使研究人员能够确定纳米颗粒的基因表达位置、数量和持续时间。

他们发现,即使在治疗8个月后,老鼠眼睛中的大部分感光细胞仍会发光,这表明纳米颗粒有效地将荧光基因植入了细胞。

接下来,研究人员建立了一个类似的实验,这次使用纳米颗粒将一个生物学相关的基因送入眼睛。他们在纳米颗粒中装载了一种血管内皮生长因子(VEGF)的基因,这种基因负责湿性黄斑变性患者异常血管的生长。

研究人员给30只老鼠的眼睛注射了携带VEGF基因的纳米颗粒,并在注射1个月、2个月和5个月后测定了对视网膜的影响。注射一个月后,每只接受测试的老鼠的视网膜下和内部都出现了异常的血管,就像湿性黄斑变性患者所看到的那样。在注射后的2个月和5个月,异常的血管更加广泛,在视网膜下有相关的瘢痕,类似于在慢性未治疗的湿性黄斑变性中所看到的。

Campochiaro说:“这些结果表明,纳米颗粒传递的基因在细胞内保持活跃状态达数月之久。”

最后,为了测试纳米颗粒对这种疾病的治疗基因的能力,研究人员使用经过基因工程改造的老鼠来发展一种类似于人类的湿性黄斑变性。研究人员在纳米颗粒中植入了一种能产生中和VEGF的蛋白质的基因。

目前,医生向黄斑变性患者的眼睛中注射这种阻止VEGF蛋白的蛋白质,这种治疗有助于控制异常、渗漏的血管的过度生长。但这一过程必须反复进行,对病人和护理人员来说都是沉重的负担。

在注射含有抗vegf基因的纳米颗粒三周后,与对照组小鼠相比,小鼠异常血管减少了60%。35天后观察到同样的效果。

“这些结果非常有希望,”约翰霍普金斯大学医学院生物医学工程教授乔丹·格林博士说。“我们有能力用非病毒疗法来治疗退行性眼病最严重的细胞,让眼睛创造自己的持久疗法。”

据估计,美国有160万黄斑变性患者每4到6周接受眼部注射药物治疗。基因治疗可以为眼睛组织提供一种防止视力进一步恶化的方法,只需进行少量的初始治疗。导致失明的遗传疾病可以用类似的方法治疗,通过引入因遗传突变而丧失功能的基因。


科学家使用纳米颗粒传递的基因疗法来抑制啮齿