新しい治療法のためのMOFによる遺伝物質の提供

金属有機フレームワーク（MOF）と呼ばれる新しいタイプの材料は、病気を治療するための遺伝物質の送達を改善するのに役立つ可能性があります。

MOFは、有機分子によって結合された金属イオンから構築されたハイブリッド材料です。 生物医学では、それらは主に小分子医薬品の送達媒体として使用されてきましたが、現在、KAUST主導のチームは、細胞膜を越えて標的細胞にDNAを取り込むためのMOFベースのシステムを開発しました。

研究者たちは、ピラミッドのような配列に組み立てられた、亜鉛原子によってつながれた核酸と非天然アミノ酸のビルディングブロックのコレクションを使用してMOFを構築しました。 彼らは得られた材料に一本鎖DNAをロードしました。 この構造は、遺伝子カーゴを酵素分解から保護し、一本鎖DNAを細胞に運び、そこですべての遺伝子活動が行われる細胞の内部聖域である核の内部に到達するのを助けました。

遺伝子治療における重大な課題は、遺伝物質の安全で効果的な送達であり続けており、今日使用されているほとんどの方法は、費用がかかり、非効率的で、不正確であるか、潜在的に毒性があります。 KAUSTが考案したデリバリーシステムは、癌、血友病、その他多くの遺伝性疾患を治療する方法として、人々の細胞における遺伝子発現と機能を調節する改善された手段を提供する可能性があります。

「これらの生体適合性フレームワークは、遺伝物質の安定化プラットフォームとして機能し、特にワクチン接種や個別化医療における将来のアプリケーションに使用できます」と、ジャーナルで材料システムについて説明したKAUSTの主任研究員NiveenM.Khashabは述べています。 JACS Au、彼女の学生であるオスマン・アラメッドとワラ・バスリーマン、そしてポスドクのサンタヌ・チャンドと一緒に。

研究者らは、MOFに含まれる特定の核酸（DNAの4つの化学塩基の1つであるアデニンと呼ばれる分子）が一本鎖DNA上のパートナー核酸とどのように対になって遺伝子カーゴのローディングを促進するかを詳しく説明しました。 計算分析はまた、プラットフォーム内でのDNAのカプセル化における静電相互作用の重要性を示しました。

DNAを細胞核に取り込むのに最も効果的な材料は、約500〜600ナノメートルのサイズ範囲の針状構造を示しました。 これは、最小の人間の細胞よりも小さいですが、Khashabは、さらに小さなバージョンの方がうまくいくかもしれないと信じています。 彼女は、「私たちは、マウスでの今後の研究のために効率的な細胞内在化を保証するために、ナノスケール領域でより小さな粒子を準備する段階にあります」と述べています。 成功すれば、人間による治験が続く可能性があります。