Wirkstofflieferung für eine erfolgreiche Gentherapie
Bei einer Gentherapie wird genetisches Material in Zellen oder Gewebe eingefügt, wo es zur Behandlung der Krankheit genutzt werden kann. Dies kann in Form von Ersatz, Inaktivierung oder der Einführung eines oder mehrerer vollständig neuer Gene passieren. Eines der Haupthindernisse war allerdings die Frage, wie man den geeigneten genetischen Agenten dorthin transportiert, wo er seine Wirkung entfalten kann. Mit dem Ziel, eine Alternative zur viralen Transfektion für die Lieferung der sogenannten Fracht zu finden, untersuchte das CPP-Projekt die Verwendung von Zell-penetrierenden Peptiden (CPPs). Das Team am Laboratory of Molecular Biology in Cambridge konzentrierte sich auf den Einsatz konjugierter CPPs, um die Frachtaufnahme und die Passage zum erwünschten Zielort in der Zelle zu ermöglichen. Die Wissenschaftler entwickelten Methoden, um CPPs auf chemische Weise mit einer Reihe von Antisense-Oligonukleotiden, Peptid-Nukleinsäure (PNA) und short interference RNA (siRNA) zu verknüpfen. Alle diese Frachtmoleküle haben das Potenzial, Genaktivität anzupassen. Zum Beispiel modifizieren Antisense-Oligonukleotide Genaktivität durch ein sterisches Blockieren. Beobachtungen zeigten, dass die Freisetzung in die Zytosol- oder Kernbereiche der Zelle schwer zu erreichen war. Der Transport zu diesen Stellen stellte sich als strukturabhängig heraus. Allerdings fand das Team heraus, dass dies durch den Einsatz von Chloroquin, das als Malariamedikament endosomal freigesetzt wird, vereinfacht werden konnte. Eine Aktivität wurde auch ausgelöst, wenn CPPs mit siRNA verknüpft wurden. In diesem Fall wurde ein Expressionsrückgang der p38 MAP Kinase beobachtet, eines an vielen Entzündungskrankheiten beteiligten Pfades. Einmal im Inneren der Zelle, fanden sich die Konjugate hauptsächlich in membrangebundenen Strukturen, gewöhnlich in Endosomen. Eine ausgeklügelte Testmethode nutzte ein HIV-1 Tat System, bei dem eine Aktivität nur erreicht wird, wenn sterische Blockierfracht in den Kern eindringt und sich an sein RNA-Target anbindet. Die im Rahmen dieser Forschung entwickelten Protokolle können einen wertvollen Beitrag für das Verbinden genetischer Sequenzen und für die folgende Genkorrektur darstellen. Die Erkenntnisse dieser Untersuchungen bilden eine solide Basis, auf der Therapien gegen Viruskrankheiten und Krebs aufbauen können.
