Токсоплазма доставляет терапевтические макромолекулы в мозг мыши |
||
МЕНЮ Главная страница Поиск Регистрация на сайте Помощь проекту Архив новостей ТЕМЫ Новости ИИ Голосовой помощник Разработка ИИГородские сумасшедшие ИИ в медицине ИИ проекты Искусственные нейросети Искусственный интеллект Слежка за людьми Угроза ИИ ИИ теория Внедрение ИИКомпьютерные науки Машинное обуч. (Ошибки) Машинное обучение Машинный перевод Нейронные сети начинающим Психология ИИ Реализация ИИ Реализация нейросетей Создание беспилотных авто Трезво про ИИ Философия ИИ Big data Работа разума и сознаниеМодель мозгаРобототехника, БПЛАТрансгуманизмОбработка текстаТеория эволюцииДополненная реальностьЖелезоКиберугрозыНаучный мирИТ индустрияРазработка ПОТеория информацииМатематикаЦифровая экономика
Генетические алгоритмы Капсульные нейросети Основы нейронных сетей Распознавание лиц Распознавание образов Распознавание речи Творчество ИИ Техническое зрение Чат-боты Авторизация |
2024-08-01 12:49 Авторы работы в Nature Microbiology разработали способ доставки макромолекул в мозг. Для этого используется паразит Toxoplasma gondii, который легко преодолевает гематоэнцефалический барьер и затем, оказавшись в нейроне, высвобождает макромолекулы с помощью системы секреции. Авторы доставили терапевтические белки массой более 100 кДа в органоиды, состоящие из нейронов, и в мозг мыши. Серьезное препятствие для доставки многих терапевтических препаратов в головной мозг — гематоэнцефалический барьер (ГЭБ), непроницаемый для крупных молекул, в том числе для большинства белков. В исследовании, опубликованном в Nature Microbiology, был предложен новый способ преодоления ГЭБ для макромолекул массой от 100 кДа. Для этого использовался паразит Toxoplasma gondii, который доставляет эффекторные белки в клетки-мишени, а затем высвобождает их с помощью системы секреции — роптрий и плотных гранул. T. gondii беспрепятственно проходит через ГЭБ и живет преимущественно в нейронах. Поскольку сигналы локализации белков в роптриях и плотных гранулах неизвестны, ученые создали гибридные белки, которые могли бы селективно связывать компоненты этих систем секреции. Так был выбран белок токсофилин, способность которого взаимодействовать с роптриями была показана ранее, а также GRA16 для взаимодействия с плотными гранулами. Далее были выбраны наиболее перспективные терапевтические препараты для головного мозга белковой природы, которые были сшиты с токсофилином или GRA16. Авторы подтвердили локализацию гибридных белков, состоящих из токсофилина и GDNF, Parkin, TFEB, ZFN или Cas9, в роптриях. В инфекционном цикле T. gondii содержимое роптрий попадает напрямую в цитозоль клетки-мишени, а содержимое плотных гранул сначала оказывается в вакуоли, которая отделяет паразита от цитозоля. Чтобы белки плотных гранул покинули вакуоль, им нужно пройти через очень селективную систему белкового транспорта на поверхности вакуоли. Авторы работы создали серию сшитых белков, в основе которых лежал не токсофилин, а GRA16. В итоге сшитые с GRA16 ядерные белки SMN1, TFEB и MeCP2 локализовались как в вакуоли, так и ядре клетки-хозяина. Наиболее четко локализация проявлялась в случае TFEB и MeCP2, поэтому в дальнейшем ученые сконцентрировались на этих белках. T. gondii может доставлять в нейрон несколько белков одновременно, используя и роптрии, и плотные гранулы. Авторы экспрессировали в клетках токсофилин, сшитый с рекомбиназой Cre, а также белок GRA16-MeCP2. Через 48 часов наблюдались как белок GRA16-MeCP2, так и признаки активности рекомбиназы. Далее исследователи наблюдали за кинетикой инфекции и доставки белков с помощью собственной системы визуализации. Было показано, что через 24 часа после заражения около 50–62% фибробластов кожи человека были инфицированы, а из них 73–86% экспрессировали нужный белок. Далее авторы подтвердили заражение и доставку белков на нейронах. Они показали, что MeCP2 связывает хроматин нейронов и метилированную ДНК, то есть MeCP2 взаимодействует преимущественно с гетерохроматином. GRA16-MeCP2 выявляется в скоплениях гетерохроматина в ядрах инфицированных нейронов. Исследования на органоидах показали, что доставка MeCP2 изменяет экспрессию генов. В качестве вектора для доставки белков в нейроны мышей ученые предложили использовать штамм Type II Pru с низкой вирулентностью, который вызывает бессимптомную инфекцию у мышей. Авторы особенно подчеркивают, что перенос MeCP2 никак не сказывается на биологии токсоплазмы. Детальное исследование мозга мышей показало, что токсофилин-Cre доставляется в клетки с большей эффективностью, чем GRA16-Cre. Чаще всего успешную доставку MeCP2 регистрировали в коре, гиппокампе, стволе мозга, гипоталамусе и таламусе. Авторы исследования надеются, что разработанный ими метод найдет применение в задачах по доставке самых разных белковых грузов. Уникальные органеллы паразитов как мишень для терапии Источник: pcr.news Комментарии: |
|