CRISPR давно рассматривается как главный инструмент будущей медицины: с его помощью можно выключать дефектные гены, исправлять наследственные мутации и даже добавлять организму новые функции. Однако ключевая проблема заключалась в доставке комплекса Cas9 и направляющих РНК в клетки. Вирусные векторы, обладая высокой проникающей способностью, вызывали иммунный ответ, а липидные наночастицы, применявшиеся, в частности, в мРНК-вакцинах против COVID-19, зачастую застревали в эндосомах и не доводили груз до ядра клетки. В результате лишь малая часть молекулярных «редакторов» доходила до цели.
Команда профессора Чада Миркина, одного из пионеров наномедицины, предложила решение в виде сферических наночастиц нуклеиновой кислоты (SNA), заключённых в липидную оболочку. Эти структуры напоминают крошечные шары диаметром около 50 нанометров, поверхность которых густо покрыта короткими цепочками ДНК. Такая конфигурация не только защищает полезный груз, но и облегчает его поглощение клетками. Более того, последовательности ДНК можно модифицировать под конкретные ткани, что делает доставку CRISPR целенаправленной.
В лабораторных экспериментах SNA-частицы проникали в клетки человека и животных до трёх раз эффективнее, чем классические липидные наночастицы, снижали токсичность и утроили долю успешных генетических изменений.
Особенно впечатляющим оказалось повышение точности репарации ДНК более чем на 60%. «Чтобы CRISPR стал действительно терапевтическим инструментом, нужно маленькое чудо доставки, — отметил Миркин. — Используя сферические нуклеиновые кислоты, мы постарались создать именно такое решение».
Работа команды Северо-Западного университета иллюстрирует рождение новой дисциплины — структурной наномедицины, где ключевую роль играет не состав, а архитектура наночастиц. Этот подход уже проверяется в ряде клинических испытаний: семь препаратов на основе SNA проходят тестирование на людях, включая экспериментальную терапию редкой агрессивной формы рака кожи (карциномы Меркеля), разрабатываемую стартапом Flashpoint Therapeutics.
Научное сообщество связывает с результатами группы Миркина большие ожидания. Профессор биоинженерии Гарвардского университета Джордж Даллас в комментарии Nature Biotechnology отметил, что новая методика «приближает CRISPR к статусу универсального терапевтического инструмента», особенно в лечении наследственных заболеваний крови и онкологии.
Следующим шагом станет проверка технологии на животных моделях заболеваний и подготовка к клиническим испытаниям. По словам исследователей, модульность платформы позволяет адаптировать её под широкий спектр генетических вмешательств — от коррекции врождённых патологий до терапии нейродегенеративных заболеваний.
Миркин, известный как один из создателей концепции сферических нуклеиновых кислот, подчёркивает, что «важно не только изобретение самих генных ножниц, но и правильное „такси“ для их доставки». В случае успеха новая система может изменить саму архитектуру биомедицины XXI века, переведя CRISPR из лабораторий в практику клиник.
