Генная терапия — это прорывной метод лечения наследственных заболеваний, который исправляет саму причину болезни: дефектные гены. Но чтобы она работала, нужен надежный способ доставить «здоровые» гены в клетки. Вирусы, которые раньше использовали как курьеров, эффективны, но рискованные — могут вызвать иммунный ответ или повредить ДНК. Сейчас все чаще применяют невирусные системы доставки, особенно на основе полимеров. Они безопаснее, их легче модифицировать, и они не атакуются иммунитетом.

Как работают полимеры

Они бывают синтетическими (например, полиэтиленимин) и натуральными (хитозан, гиалуроновая кислота). Их главные плюсы:

• Биосовместимость — организм их не отторгает.
• Контролируемое высвобождение — генетический материал попадает в клетку постепенно.
• Возможность нацеливания — можно «научить» полимеры находить только больные клетки.

Хитозан, например, идеален для доставки через нос или рот, потому что «прилипает» к слизистым. Гиалуроновая кислота сама находит опухоли, связываясь с рецепторами CD44. Синтетические полимеры вроде PEI отлично связывают ДНК, но могут быть токсичными, поэтому их улучшают — например, добавляют полиэтиленгликоль, чтобы снизить вред.

Новые разработки

• Дендримеры — сложные ветвящиеся структуры, которые точно доставляют гены, но требуют тонкой настройки.
• Звездообразные полимеры — меньше вредят клеткам и лучше работают, например, в терапии ретинобластомы.
• Гребневидные полимеры — защищают ДНК от разрушения и облегчают проникновение в клетку.

Проблемы и перспективы

Пока у полимеров есть минусы: они менее эффективны, чем вирусы, иногда токсичны, а их производство может давать разный результат от партии к партии. Ученые работают над «умными» полимерами, которые активируются только в больных клетках, и над гибридными системами, способными преодолевать барьеры вроде гематоэнцефалического.

Если удастся решить эти задачи, полимеры станут основой для лечения не только генетических болезней, но и рака.

Подробности опубликованы в издании Journal of Exploratory Research in Pharmacology.

Этот обзор систематизирует данные о невирусных методах доставки генов, что ускорит разработку конкретных препаратов. Например, гиалуроновая кислота уже используется в онкологии — если адаптировать ее для генной терапии, можно создать точечные лекарства против опухолей. Полимеры вроде PBAE, разлагающиеся в клетке без вреда, снизят риск осложнений. В перспективе такие системы позволят лечить болезни, которые сейчас считаются неизлечимыми: муковисцидоз, мышечную дистрофию, некоторые виды слепоты.

Авторы не уделяют внимания главному препятствию: даже самые совершенные полимеры плохо проникают через клеточные мембраны in vivo. В лаборатории результаты могут быть впечатляющими, но в реальном организме мешают кровоток, межклеточное вещество, иммунные реакции. Без решения этой проблемы клиническое применение останется ограниченным.

Ранее ученые создали систему доставки препаратов повышенной эффективности.