SoDeVe: Технология сортировки и доставки РНК во внеклеточных везикулах для адресной доставки

Развитие персонализированной медицины в решающей степени зависит от надежности и специфичности носителей, используемых для адресной доставки эффекторных молекул в организм человека. Многочисленные наноносители были исследованы in vivo для обеспечения точной доставки молекулярных грузов посредством тканеспецифического нацеливания, включая эндокринную часть поджелудочной железы, щитовидной железы и надпочечников. Однако даже после достижения органа-мишени транспортному средству необходимо войти в клетку, а затем избежать лизосомного разрушения. Большинство искусственных наноносителей имеют внутренние ограничения, которые не позволяют им выполнить конкретную доставку груза. В этом отношении внеклеточные везикулы (EVs), по-видимому, являются естественным инструментом для доставки полезной нагрузки из-за их универсальности и низкой токсичности. Тем не менее, EV-опосредованная доставка не является селективной и обычно непродолжительна. Встраивая вирусные белки слияния мембран в экзосомы, можно повысить эффективность распознавания мембран, а также облегчить процесс слияния мембран. Используя системы клеточной сортировки, теоретически возможно загружать микро- и большие матричные РНК во внеклеточные везикулы. Анализ молекул микроРНК, которые сортируются в везикулы, показал наличие общих направляющих последовательностей, названных EXOmotifs [https://doi.org/10.1073/pnas.1712108114]. Добавление этих небольших последовательностей длиной 4-7 нуклеотидов из 3'-концевой области интересующих молекул микроРНК определяло их локализацию в составе внеклеточных везикул. Некоторые мотивы сортировки защищены патентным законодательством [https://doi.org/10.1038/cr.2014.44]. В то же время в литературе очень мало работ по сортировке больших РНК во внеклеточные везикулы. Примечательно, что ген Peg10 (отцовски экспрессируемый ген 10), первоначально вирусного происхождения, играет важную роль в развитии плаценты. Тем не менее, Peg10 также сохраняет способность связывать и упаковывать свою собственную мРНК. Это открытие позволило создать искусственную систему упаковки, в которой гетерологичные РНК, слитые с Peg10-3'UTR, были эффективно упакованы с помощью Peg10 [DOI: 10.1126/science.abg6155]. Кроме того, с помощью системы упаковки вирусной РНК стало возможным специально включать sgRNA с нуклеазой CRISPR-Cas9 в EV для редактирования генома [https://doi.org/10.1038/s41467-020-14957-y]. В то же время не существует единой эффективной технологии сортировки, упаковки и доставки больших РНК во внеклеточные везикулы. Использование знаний о различных механизмах, которые вирусы используют для взаимодействия с клетками-хозяевами, а также способности манипулировать и создавать гибридные EV, может стать основой для разработки будущих методов лечения. На самом деле эффективные системы адресной доставки уже выработаны вирусами в ходе эволюции, которые могут специфически перемещаться по человеческому организму. Таким образом, успех будущих исследований зависит от способности перепрофилировать уже доступные системы доставки на благо здоровья человека. Проект предлагает разработать новую технологию сортировки и доставки РНК к клеткам-мишеням во внеклеточных везикулах.