Nanoteknologi baseret genredigering for at udrydde HIV-hjernereservoir hos stofmisbrugere

Opiatmisbrug er en væsentlig risikofaktor for HIV-infektion, og i kombination kan de have en ødelæggende effekt på hjernen. Forskere ved FIU Herbert Wertheim College of Medicine (HWCOM) studerer nye terapier, der kan kortslutte HIV-infektion og afbøde de skadelige virkninger, som opiatafhængighed har på centralnervesystemet.

Det ambitiøse femårige studie på $3,5 millioner, finansieret af National Institutes for Health er nu i gang og vil være afsluttet b7 2021. Forskere håber, at arbejdet vil føre til en multi-purpose platform for lægemidler rettet mod en række andre vanskelige at behandle sygdomme såsom amyotrofisk lateral sklerose (ALS) , Alzheimers, Parkinsons og Huntingtons sygdom.

Instituttet for Neuro-Immun Farmakologi ved HWCOM, ledet af formand og associeret dekan for Institut for Immunologi Madhavan Nair, slår sig sammen med Kamel Khalili, formand for Institut for Neurovidenskab ved Temple University, og Comprehensive NeuroAIDS Center ved Temple University's Lewis Katz School om en ny undersøgelse, der vil kombinere Khalils genredigeringsstrategi ved hjælp af nanoteknologi med Nairs arbejde for at hjælpe opiatbrugere med HIV.

På trods af betydelige fremskridt inden for antiretroviral terapi (ART), som bruges til at behandle HIV-patienter, ART er ikke i stand til at trænge igennem blod-hjernebarrieren (BBB) ​​efter systemisk administration. Ud over, eliminering af HIV fra centralnervesystemet og perifere reservoirer er fortsat udfordrende på grund af HIV-genomets evne til at integrere sig selv i værtsgenomet.

Men fremskridt inden for nanoteknologi har udvidet mulighederne for nye lægemiddelleveringssystemer, der kan krydse BBB for at genkende og udrydde HIV i hjernen. Nair og andre forskere fra Institute of Neuro-Immune Pharmacology ved HWCOM har kombineret nanoteknologi med magneto-elektronanopartikler (MENP'er) som eksternt feltudløste/kontrollerede lægemiddelbærere, der tilbyder den unikke evne til lavenergi- og dissipationsfri lægemiddelfrigivelse på tværs af BBB.

Nairs MENP-lægemiddelbaserede leveringssystem er nu grundlaget for partnerskabet med Khalili, der udviklede Cas9/gRNA-systemet; et genteknologisk værktøj, der har vist sig lovende i at finde og ødelægge kopier af HIV, der har gravet sig ind i værtens genom.

Partnerskabet vil bruge Cas9/gRNA til at fjerne hele integrerede kopier af HIV-genomet fra værtskromosomet med det MENP-lægemiddelbaserede leveringssystem.

"Dette er første gang, at vi sender medicin til hjernen, som vil eliminere latent HIV samt levere en morfinantagonist (methylnaltrexon) over BBB på en ikke-invasiv måde for at beskytte neuroner mod morfininducerede neurodegenerative effekter, " siger Nair. MENP er ikke-invasiv og hurtigtvirkende, og denne nyoprettede tværfaglige tilgang vil også introducere hidtil usete 3-D diagnostiske visninger og tillade clearance af nanopartiklerne fra hjernen til periferien ved omvendt ekstern magnetisk kraft, når lasten er blevet leveret.