Олигорибонуклеотид-содержащие нанокомплексы на основе наночастиц аминопропилсиланола как эффективные ингибиторы репликации вируса гриппа А

Наночастицы диоксида титана или аминопропилсиланола являются эффективными средствами доставки олигодезоксирибонуклеотидов и дезоксирибозимов в клетки с целью их воздействия на нуклеиновые кислоты-мишени. В данной работе предложенный принцип доставки осуществлен в отношении олигорибонуклеотидов (ORN). Показано, что полученные ORN-содержащие нанокомплексы (Si~NH₂▪ORN) на основе наночастиц аминопропилсиланола (Si~NH₂) проникают в эукариотические клетки. Эти нанокомплексы исследованы в качестве агентов для подавления репликации вируса гриппа А в клеточной системе. Показано, что ORN в составе нанокомплекса, направленные на (+)РНК и (–)РНК 5-го сегмента вируса гриппа А, понижают титр вируса соответственно на 99,7% и 98,4%. Таким образом, олигорибонуклеотиды в составе нанокомплексов (Si~NH₂▪ORN) эффективно ингибируют репликацию вируса гриппа А.

1. Chernikov I.V., Vlassov V.V., Chernolovskaya E.L. Current development of siRNA bioconjugates: from research to the clinic. Front. Pharmacol. 2019;10:444.

2. Fabrega C., Aviñó A., Navarro N., Jorge A.F., Grijalvo S., Eritja R. Lipid and peptide-oligonucleotide conjugates for therapeutic purposes: from simple hybrids to complex multifunctional assemblies. Pharmaceutics 2023;15(2):320.

3. Lim S.A., Cox A., Tung M., Chung E.J. Clinical progress of nanomedicine-based RNA therapies. Bioact. Mater. 2022;12:203–213.

4. Kanasty R., Dorkin J.R., Vegas A., Anderson D. Delivery materials for siRNA therapeutics. Nat. Mater. 2013;12(11):967–977.

5. Juliano RL. The delivery of therapeutic oligonucleotides. Nucleic Acids Res. 2016;44(14):6518–6548.

6. Levina A.S., Repkova M.N., Shikina N.V., Ismagilov Z.R., Yashnik S.A., Semenov D.V., Savinovskaya Y.I., Mazurkova N.A., Pyshnaya I.A., Zarytova V.F. Non-agglomerated silicon-organic nanoparticles and their nanocomplexes with oligonucleotides: synthesis and properties. Beilstein J. Nanotechnol. 2018;9:2516–2525.

7. Levina A.S., Repkova M.N., Klimov L.O., Ryazanova M.A., Markel A.L., Zarytova V.F. Antisense oligonucleotides immobilized on silicon-organic nanoparticles as a tool for prolonged correction of hypertensive states. Bull. Exp. Biol. Med. 2019;167(1):116–119.

8. Levina A., Repkova M., Kupryushkin M., Seryapina A., Shevelev O., Pyshnyi D., Zarytova V. In vivo hypotensive effect of aminosilanol-based nanocomposites bearing antisense oligonucleotides. J. Drug Deliv. Sci. Technol. 2022;75:103612.

9. Osano E., Kishi J., Takahashi Y. Phagocytosis of titanium particles and necrosis in TNF-alpha-resistant mouse sarcoma L929 cells. Toxicol. In Vitro. 2003;17(1):41–47.

10. Levina A.S., Ismagilov Z.R, Repkova M.N., Shikina N.V., Baiborodin S.I., Shatskaia N.V., Zagrebel'nyĭ S.N., Zarytova V.F. TiO2-DNA nanocomposites capable of penetrating into cells. Russian J. Bioorg. Chem. 2013;39(1):77–86.

11. Repkova M., Levina A., Chelobanov B., Ismagilov Z., Shatskaya N., Baiborodin S., Filippova E., Mazurkova N., Zarytova V. Efficient inhibition of influenza A viral replication in cells by deoxyribozymes delivered by nanocomposites. Int. J. Antimicrob. Agents. 2017;49(6):703–708.

12. Li N., Yang H., Yu Z., Li Y., Pan W., Wang H., Tang B. Nuclear-targeted siRNA delivery for long-term gene silencing. Chem. Sci. 2017;8(4):2816–2822.

13. Ge Q., Pastey M., Kobasa D., Puthavathana P., Lupfer C., Bestwick R.K., Iversen P.L., Chen J., Stein D.A. Inhibition of multiple subtypes of influenza A virus in cell cultures with morpholino oligomers. Antimicrob. Agents Chemother. 2006;50(11):3724–3733.

14. Zhang T., Wang T., Zhao P., Liang M., Gao Y., Yang S., Qin C., Wang C., Xia X. Antisense oligonucleotides targeting the RNA binding region of the NP gene inhibit replication of highly pathogenic avian influenza virus H5N. Int. Immunopharmacol. 2011;11(12):2057–2061.

15. Stoppani E., Bassi I., Dotti S., Lizier M., Ferrari M., Lucchini F. Expression of a single siRNA against a conserved region of NP gene strongly inhibits in vitro replication of different influenza A virus strains of avian and swine origin. Antiviral Res. 2015;120:16–22.

16. Liu Y., Lou C., Yang H., Shi M., Miyoshi H. Silica nanoparticles as promising drug/gene delivery carriers and fluorescent nano-probes: recent advances. Curr. Cancer Drug Targets 2011;11(2):156–163.

17. Liberman A., Mendez N., Trogler W.C., Kummel A.C. Synthesis and surface functionalization of silica nanoparticles for nanomedicine. Surf. Sci. Rep. 2014;69(2–3):132–158.

18. Cheang T.Y., Tang B., Xu A.W., Chang G.Q., Hu Z.J., He W.L., Xing Z.H., Xu J.B., Wang M., Wang S.M. Promising plasmid DNA vector based on APTES-modified silica nanoparticles. Int. J. Nanomedicine 2012;7:1061–1067.

19. Mahajan S.D., Law W.C., Aalinkeel R., Reynolds J.L., Nair B.B., Sykes D.E., Yong K.T., Roy I., Prasad P.N., Schwartz S.A. Anti-HIV-1 nanotherapeutics: promises and challenges for the future. Int. J. Nanomed. 2012;7:5301–5314.

20. Chen G., Roy I., Yang C., Prasad P.N. Nanochemistry and nanomedicine for nanoparticle-based diagnostics and therapy. Chem. Rev. 2016;116(5):2826–2885.