ИОФ РАН
Прямой одноэтапный метод синтеза положительно заряженных носителей на основе наночастиц золота для эффективной доставки малых интерферирующих РНК
Пресс-релиз публикации: Elizarova T.N., Antopolsky M.L., Novichikhin D.O., Skirda A.M., Orlov A.V., Bragina V.A., Nikitin, P.I. «A Straightforward Method for the Development of Positively Charged Gold Nanoparticle-Based Vectors for Effective siRNA Delivery» Molecules. – 2023. – Vol. 28, No. 8. – P. 3318. DOI: 10.3390/molecules28083318
В работе, опубликованной в журнале Molecules, впервые предложен и продемонстрирован прямой одноэтапный метод синтеза мультифункциональных золотых наночастиц с положительно заряженной поверхностью, применяемых в качестве носителей малых интерферирующих РНК для подавления экспрессии целевых генов.
Для задач генной терапии требуется разработка новых носителей, которые позволяли бы обеспечивать эффективную доставку различных нуклеиновых кислот (НК) внутрь живых клеток. При этом важно, чтобы используемые носители не оказывали токсического воздействия на клетки организма и позволяли переносимому генно-терапевтическому препарату эффективно выполнять свою функцию. Наночастицы широко используются в качестве носителей НК и других терапевтических молекул. Особое место в области адресной доставки занимают золотые наночастицы, поскольку они проявляют уникальные оптические свойства, способны легко связываться с различными биомолекулами, а также обладают низкой токсичностью. Все эти преимущества позволяют разрабатывать мультифункциональные носители на основе наночастиц золота.
В данной работе впервые предложен и продемонстрирован метод одноэтапного синтеза носителей на основе золотых наночастиц, имеющих положительный поверхностный заряд. Показано, что синтезированные наноносители образуют устойчивые комплексы с отрицательно заряженными НК, в частности с терапевтическими малыми интерферирующими РНК (миРНК). Кроме того, на поверхности золотых наноносителей были иммобилизованы пептиды, способствующие проникновению внутрь живых клеток. Синтезированные наноносители одновременно обеспечивают: сохранность миРНК от воздействия ферментов живого организма, проникновение внутрь живых клеток, а также подавление гена-мишени. Золотые наноносители были охарактеризованы с помощью спектрофотомерии, а также с применением просвечивающей электронной микроскопии. Высокая эффективность синтезированных наноносителей была продемонстрирована на примере адресной доставки миРНК внутрь модельных клеток линии ARPE-19, предварительно трансфицированных геном SEAP, регулирующим синтез эмбриональной щелочной фосфатазы, которую удобно регистрировать методами флуоресценции. Доставленные внутрь клеток молекулы РНК остались неповреждёнными, что позволило осуществить подавление экспрессии целевого гена клеток ARPE-19. Разработанные наноносители удобно контролировать оптически по спектрам локализованного поверхностного плазмонного резонанса и применять для внутриклеточной доставки широкого круга генно-терапевтических препаратов на основе НК и других отрицательно заряженных макромолекул.
Исследование было поддержано грантами Российского научного фонда №18-74-10098 и №21-12-00407.
Пресс-релиз подготовил: и.о. младшего научного сотрудника Центра естественно-научных исследований ИОФ РАН А.М. Скирда.
Рис. 1. Схема разработанного метода синтеза и применения золотых наноносителей для внутриклеточной доставки миРНК. (Источник: Elizarova T.N., Antopolsky M.L., Novichikhin D.O., Skirda A.M., Orlov A.V., Bragina V.A., Nikitin, P.I. «A Straightforward Method for the Development of Positively Charged Gold Nanoparticle-Based Vectors for Effective siRNA Delivery» Molecules. – 2023. – Vol. 28, No. 8. – P. 3318. DOI: 10.3390/molecules28083318)