Extrahepatic, cell-specific delivery of LNPs through competitive inhibition of ApoE-mediated uptake

거대하고 북적이는 도시 속의 특정 가옥으로 매우 중요하고 깨지기 쉬운 소포를 보내려고 한다고 상상해 보세요. 의학의 세계에서 이 소포들은 종종 고장 난 세포를 고치기 위한 유전적 지침을 운반하는 지질 나노입자(LNP)라는 아주 작은 거품들로 나타납니다. 문제는 이 도시에는 ApoE라는 이름의 유명한 교통 관제사가 운영하는 매우 엄격한 배송 시스템이 있다는 점입니다. ApoE는 업무 수행 능력이 너무 뛰어나서 거의 모든 소포를 붙잡아 즉시 도시의 중앙 우체국과 같은 간으로 보내버립니다. 간은 일부 배송에는 훌륭한 곳이지만, 과학자들은 질병을 치료하기 위해 면역 체계의 T세포나 줄기세포와 같은 다른 동네로 소포를 보내고 싶어 합니다. 하지만 현재로서는 간이 약물이 목적지에 도달하기도 전에 대부분을 삼켜버리고 있습니다. 이 논문은 이 답답한 교통 체증을 다루며 다음과 같이 질문합니다. "어떻게 하면 교통 관제사를 속여 우리의 소료가 올바른 목적지로 통과하게 만들 수 있을까?"

이 문제를 해결하기 위해 연구진은 "NanoPilot"이라 불리는 영리하고 새로운 도구를 만들었습니다. LNP를 배송 트럭으로, ApoE를 트럭을 간에 달라붙게 만드는 자석으로 생각해 보세요. NanoPilot은 트럭을 감싸는 특수한 자기 차폐막과 같아서, 자석이 트럭을 붙잡지 못하도록 차단합니다. 하지만 이것은 단순히 자석을 막는 것에 그치지 않습니다. 또한 이 차폐막에는 T세포나 줄기세포와 같은 다른 집을 구체적으로 가리키는 GPS 안테나(항체)가 부착되어 있습니다. 연구팀은 이미 만들어진 배송 트럭을 가져와 단 10분 만에, 마치 그릇에 재료를 섞는 것처럼 단 두 단계의 빠른 과정만으로 이 NanoPilot 차폐막으로 감쌀 수 있다는 것을 발견했습니다.

연구진이 인간 혈액 세포를 이용해 실험실에서 이를 테스트했을 때, 결과는 놀라웠습니다. T세ล์를 찾아가도록 설계된 NanoPilot을 사용함으로써, 특정 세포 내로 유전적 지침을 전달하는 양을 40배 더 늘리는 동시에, 단핵구(다른 유형의 혈액 세포)에 실수로 떨어지는 양은 10배 줄일 수 있었습니다. 이는 마치 배송 트럭을 잘못된 집이 아닌 정확한 집으로 성공적으로 경로를 재설정한 것과 같았습니다.

이야기는 작동하는 면역 체계를 가진 생쥐를 대상으로 테스트하며 계속되었습니다. 여기서 NanoPilot이 코팅된 트럭은 비장과 간에 있는 T세포의 30~40%에 걸쳐 화물을 전달했으며, 간 자체에 화물이 쌓이는 양은 차폐되지 않은 트럭에 비해 3배 감소했습니다. 또한, c-Kit을 겨냥한 또 다른 버전의 NanoPilot은 시험관 혼합물 내의 특정 유형의 줄기세포로 화물을 전달하는 데 도움이 될 수 있음을 보여주었습니다.

이 논문은 NanoPilot 시스템이 간에 갇히는 것을 방지하면서 신체 전반의 특정 세포로 유전 치료제를 보낼 수 있는 유연한 방법을 제공한다고 제안합니다. 그러나 저자들은 이것이 아직 초기 단계의 연구임을 언급했습니다. 실험실과 생쥐를 대상으로 한 결과는 유망하지만, 이것이 인간에게 임상적으로 안전하게 사용될 수 있는지 확인하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다고 밝혔습니다. 그들은 이것이 만병통치약이라고 주장하지 않았지만, 우리가 이 유전적 소포들을 정확히 필요한 곳으로 조종할 수 있게 될 것임을 시사하는 다재다능한 틀을 구축했습니다.