Токсоплазма доставила терапевтические белки в нейроны
Это показали на культурах нейронов, органоидах мозга и живых мышах
Ученые использовали внутриклеточного паразита Toxoplasma gondii для доставки терапевтических белков в нейроны. Они отредактировали системы секреции токсоплазмы так, чтобы она секретировала гибридные белки, и продемонстрировали доставку таких белков в культивируемые нейроны, органоиды мозга, а также в мозг живых мышей. В частности, им удалось доставить в нейроны сшитый с белком токсоплазмы GRA16 белок MeCP2, необходимый для нормальной работы нервных клеток: мутация в гене этого белка приводит к нарушению работы мозга у девочек с синдромом Ретта. Результаты опубликованы в Nature Microbiology.
Доставка белков к органам мишеням — сложная задача, поскольку белки часто нестабильны вне клетки, а также, попадая в организм, могут вызывать нежелательные иммунные реакции. Кроме того, различные биологические барьеры препятствуют свободному прохождению молекул через них. Так, чтобы проникнуть в центральную нервную систему, белки должны пройти через гематоэнцефалический барьер (ГЭБ) — это почти невозможно, так как белки крупные, а часто и гидрофильные молекулы, для которых ГЭБ непроницаем. Чтобы преодолеть эти ограничения, исследователи используют различные носители — наночастицы, липосомы и экзосомы. Однако эти подходы не всегда эффективны и чаще всего применяются к пептидам или внеклеточным белкам, а не к полноразмерным белкам, функционирующим внутри клетки.
Шахар Браха (Shahar Bracha) из Тель-Авивского университета с коллегами из Великобритании, Израиля, Италии, США и Швейцарии решила использовать для доставки белков в нейроны внутриклеточного паразита — Toxoplasma gondii. Токсоплазма легко проникает через ГЭБ и заражает нейроны. Кроме того, у нее есть органеллы, секретирующие белки — роптрии и плотные гранулы. Сначала исследователи сшили гены нескольких белков, имеющих терапевтический потенциал для лечения неврологических заболеваний человека, с генами белков, секретируемых