Gensko in celično zdravljenje

Elektroporacija se lahko uporablja za izboljšan vnos terapevtskih nukleinskih kislin (DNK, RNK) v različne vrste celic za gensko zdravljenje. Prednost elektroporacije je, da gre za nevirusni pristop vnosa z izboljšanim varnostnim profilom v primerjavi s konvencionalnimi virusnimi vektorji. Vnos nukleinskih kislin z elektroporacijo imenujemo vnos genskega zapisa z elektroporacijo (angl. gene electrotransfer – GET). Aktivno raziskujemo GET v kožo in skeletne mišice za razvoj DNK-cepiv z aplikacijami tako pri profilaktičnem cepljenju kot pri terapevtskih imunizacijskih strategijah za raka in nalezljive bolezni. V zadnjem času preiskujemo tudi potencial GET za gensko zdravljenje srčne mišice. Ena od najbolj ambicioznih smeri v regenerativni medicini je popravilo poškodovane srčne mišice po miokardnem infarktu. Dolga desetletja se je odraslo človeško srce smatralo za nesposobno pomembne regeneracije. V sodelovanju s King's College London, Univerzitetnim kliničnim centrom Ljubljana in Onkološkim inštitutom v Ljubljani smo vključeni v predklinični razvoj pristopa genskega zdravljenja na osnovi reverzibilne elektroporacije za spodbujanje rasti in razmnoževanja kardiomiocitov (celic srčne mišice). Naše raziskave združujejo teoretično modeliranje porazdelitve električnega polja v srčnem tkivu, eksperimentalno optimizacijo protokolov elektroporacije na izoliranih kardiomiocitih in rezinah srčnega tkiva v laboratorijskem okolju ter ocenjevanje terapevtskega vnosa genov v predkliničnih modelih. Končni cilj je razviti klinično izvedljive protokole za lokalni vnos terapevtskih genov, ki bi spodbudili regenerativno sposobnost srca in omogočili zdravljenje src, ki so utrpela ishemično okvaro.

Poleg vnosa genov raziskujemo, ali se elektroporacija lahko uporabi za izboljšanje zadrževanja terapevtskih izvornih celic v srčnem tkivu, kar bi bilo zlasti koristno za bolnike s srčnim popuščanjem, ki prejemajo celično zdravljenje. V sodelovanju z Univerzitetnim kliničnim centrom Ljubljana preiskujemo, ali lahko nadzorovana elektroporacija izboljša zadrževanje presajenih celic v gostiteljskem tkivu. V drugi smeri raziskujemo mehanizme elektroporacije in vnosa genskega zapisa v limfocite in celice naravne ubijalke (NK) v kontekstu razvoja terapij CAR-T in CAR-NK. Celične imunoterapije, zlasti terapije s himernim antigenskim receptorjem (CAR), predstavljajo enega od najbolj obetavnih napredkov pri zdravljenju raka in zahtevajo učinkovito transfekcijo imunskih celic z genskimi konstrukti, ki kodirajo himerne receptorje. Naše delo se osredotoča na optimizacijo protokolov elektroporacije za doseganje visoke učinkovitosti transfekcije ob sočasnem ohranjanju viabilnosti in funkcije celic, kar je ključno za terapevtsko učinkovitost teh inženirskih imunskih celic.