Вообще, развитие методов генной инженерии и, вообще, любой адресной доставки лекарственных препаратов невозможно без поиска новых современных материалов. Сейчас всё внимание сосредоточено на липидных наночастицах и вирусных векторах, но есть и другие интересные решения.

Довольно перспективным материалом для адресной доставки является... сама молекула ДНК. Однако в данном случае она используется не как носитель генетической информации, а как полимер, обладающий рядом уникальных свойств. Речь идёт о технологии ДНК-оригами, которая позволяет создавать программируемые двух- и трёхмерные наноструктуры, к которым можно пришивать любые молекулы с субнанометровой точностью.

Интересным примером использования ДНК-оригами в медицине является проект вакцины DoriVac, которую разрабатывает известный учёный Уильям Ши из Гарварда и Института Висса. Недавно в журнале Nature Biomedical Engineering вышла статья, где его команда описывает применение DoriVac для борьбы с тремя вирусными инфекциями одновременно. В работе показано, что разрабатываемая платформа ими эффективна против SARS-CoV-2, ВИЧ и Эболы — достаточно заменить пептидный антиген.

Особенность этой работы состоит в том, что иммунный ответ определяется не только химической структурой антигена, но и его нанометровым позиционированием. Адъювант CpG и вирусный пептид располагаются на противоположных сторонах квадратной ДНК-оригами с субнанометровой точностью. Интервал между молекулами CpG составляет ровно 3.5 нанометра, что идеально подходит для кластеризации TLR9-рецепторов дендритных клеток.

Именно такая правильная геометрия позволяет DoriVac активировать не только гуморальный, но и полноценный клеточный иммунитет (CD8+ Т-клетки), что является слабым местом многих вакцин, включая мРНК-препараты. В отличие от классических мРНК-вакцин, DoriVac стабильна при 4°C в течение нескольких недель и не требует глубокой заморозки, что даёт колоссальное логистическое преимущество.

В сравнительных доклинических исследованиях на мышах DoriVac, нагруженная полноразмерным спайковым белком, показала иммунный ответ, сопоставимый или даже превосходящий коммерческие вакцины Moderna и Pfizer при меньших признаках истощения Т-клеток.

Ну, и самое главное: платформа DoriVac – это не какое-то одно лекарство, а модульный конструктор, который может модифицирован под любую другую задачу. Уильям Ши ранее уже доказал её эффективность в онкологии, а теперь просто поменял начинку и получил противовирусную вакцину. Эта история – пример того, что будущее биотехнологий лежит не только в поисках новых терапевтических молекул, но и в разработке новых материалов с программируемой архитектурой.