Иммунологи из США создали первую в своем роде наночастицу — размером всего несколько миллиардных долей метра, — которая доставляет мРНК к определенным клеткам печени. А эти клетки уже «учат» естественную защиту организма переносить белки арахиса, а не атаковать их, сообщает Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе. Результаты тестирования на мышах, опубликованные в журнале ACS Nano, показали, что наночастицы не только устранили аллергию на арахис, но и предотвратили ее развитие.
Исследователи выбрали печень по двум причинам: во-первых, этот орган приучен не реагировать на все вызовы, потому что он регулярно подвергается бомбардировке чужеродными веществами, в том числе аллергенами. Во-вторых, печень является домом для так называемых антигенпрезентирующих клеток, которые собирают чужеродные белки и обучают иммунную систему переносить их, а не атаковать.
Эта работа основана на двух предыдущих открытиях. В 2021 году ученые обнаружили, что наночастица, доставляющая в печень белковый фрагмент — эпитоп — уменьшает симптомы опасной аллергии на яичный белок у мышей. В следующем году они идентифицировали один эпитоп, который ослабляет аллергию на арахис у мышей при доставке в печень с помощью наночастиц. Поскольку эти эпитопы не содержат той части арахисового или яичного белка, которая вызывает аллергию, ожидается, что они будут более безопасными в лечении.
Ученые улучшили дизайн своей предыдущей наночастицы, добавив на ее поверхность молекулу сахара, которая связывается с антигенпрезентирующими клетками. В этой обновленной наночастице исследователи разработали часть полезной нагрузки мРНК для кодирования выбранного эпитопа — в данном случае фрагмента белка арахиса — так же, как мРНК-вакцины против SARS-CoV-2 кодируют весь спайковый белок вируса. Использование мРНК упрощает загрузку наночастиц и устраняет сложности, связанные с включением более одного эпитопа, что может расширить область применения. Например, несколько эпитопов могут быть необходимы для борьбы с некоторыми другими аллергиями или множественными аллергиями.
Исследователи давали новое лекарство шести мышам в двух дозах с интервалом в неделю. Одна группа из шести мышей получила наночастицу с такой же полезной нагрузкой мРНК, но без целевого сахара на поверхности; еще шесть других мышей получили модернизированную наночастицу, но с мРНК внутри, которая не кодировала какой-либо белок или эпитоп; а третья группа из шести особей вообще не получила наночастиц. Через неделю после второй дозы мышам давали неочищенный экстракт белка арахиса, чтобы сделать их чувствительными к аллергенам арахиса. Еще через неделю белком арахиса они вызвали у мышей анафилактический шок.
У мышей, которые были предварительно обработаны улучшенной наночастицей, наблюдались более легкие симптомы по сравнению с теми, кто получил наночастицу без целевого сахара, в то время как более серьезные симптомы появились в контрольной группе, не получавшей лечения, и в группе, получавшей целевую наночастицу с некодирующей мРНК.
Ученые повторили эксперимент, изменив порядок операций — так, чтобы мыши были чувствительны к белку арахиса до получения наночастицы. Результаты оказались такими же.
В обоих случаях ученые измерили уровни специфических иммунных клеток, а также определенных антител, ферментов и цитокинов и подтвердили, что улучшенная наночастица повысила толерантность животных к арахису.
Технология, разработанная Калифорнийским университетом в Лос-Анджелесе, может также стать платформой для борьбы с другими аллергиями и аутоиммунными заболеваниями. Сейчас команда изучает, можно ли использовать наночастицы для лечения диабета 1 типа — заболевания, при котором иммунная система атакует клетки поджелудочной железы.
[Иллюстрация: NEL LAB/UCLA]
