O echipă de cercetători a dezvoltat o platformă de electrotransfecție microfluidică numită μDES pentru a încărca eficient EV-urile cu ribonucleoproteine de editare genetică (RNP).
Sistemul de electroporare cu EV-uri pe bază de picături microfluidice, cu generare continuă de picături și electroporare la voltaj redus, oferă o capacitate mare de procesare și scalabilitate, minimizând impactul asupra integrității EV-urilor și funcției RNP.
Xiaoshu Pan, doctor în științe, de la Universitatea din Florida, și colegii săi au raportat că μDES avea de zece ori capacitatea de încărcare și de peste 1000 de ori capacitatea de procesare pentru încărcarea complexelor RNP în EV-uri, comparativ cu metodele tradiționale de transfecție.
„Această platformă ar putea permite încărcarea utilajului specific de editare a genelor în EV-uri, permițând astfel personalizarea tratamentului în funcție de background-ul mutațional heterogen al pacienților, ceea ce are potențialul de a depăși unele dintre provocările actuale în terapia genetică”, scriu ei în revista Science Translational Medicine.
Membrana EV-urilor este alcătuită dintr-un dublu strat lipidic cu o compoziție proteică similară cu cea a celulei donoare, care poate fi permeabilizată tranzitoriu printr-un șoc electric pulsat.
Electroporarea pe bază de picături microfluidice profita în totalitate de transportul eficient de masă în spații restrânse pentru a maximiza capacitatea de încărcare a EV-urilor, creând eficiență optimă de editare genetică atât in vitro, cât și in vivo.
Fluxul continuu rapid al picăturilor previne contactul direct al EV-urilor cu electrozii și evită orice deteriorare termică a EV-urilor pentru a-și menține integritatea și stabilitatea naturală.
Spre deosebire de voltajele ridicate folosite în fluxurile de lucru tradiționale, tehnologia minimizează semnificativ încălzirea prin Joule și riscul de voltaj ridicat, folosind doar aproximativ 30 de volți, menținând în același timp eficiența de încărcare.
Câmpul electric uniform poate fi controlat cu precizie într-un spațiu compact de picături, ceea ce poate îmbunătăți semnificativ consistența și eficiența de transfecție.
Într-un studiu de concept, echipa a demonstrat eficacitatea sistemului lor folosind EV-urile produse de μDES încărcate cu sgRNA: Cas9 RNP pentru a viza un model de șoarece cu pierdere progresivă a auzului autosomal dominant cauzată de o mutație în gena Myo7a.
La oameni, MYO7A codează proteina neconvențională de miracin VIIA în celulele auditive și vestibulare, care joacă un rol esențial în dezvoltarea celulelor senzoriale și transmiterea semnalelor.
Mutațiile în această genă duc la între 39% și 55% dintre cazurile celei mai comune forme de sindrom Usher, care este asociată cu surditate profundă congenitală.
De asemenea, este asociată cu pierderea auzului autosomal dominant și recesiv care nu este asociată cu alte semne sau simptome, precum și cu pierderea auzului legată de vârstă familială.
Echipa a descoperit că EV-urile produse de μDES încărcate cu sgRNA: Cas9 RNP protejează împotriva pierderii de auz la șoareci, cu o editare cu efecte secundare reduse.
Senior Editor RevistaSanatatii.ro. Pasionat de lifespan, fan David Sinclair.
