加州大學圣地亞哥分校的納米工程師開發(fā)了一種新的、可能更有效的方法來將信使 RNA (mRNA) 傳遞到細胞中。他們的方法包括將 mRNA 封裝在模擬流感病毒的納米粒子中——這是一種天然有效的載體，用于在細胞內(nèi)傳遞諸如 RNA 之類的遺傳物質(zhì)。
最近發(fā)表在Angewandte Chemie International Edition雜志上的一篇論文中描述了新的 mRNA 遞送納米顆粒。
這項工作解決了藥物遞送領域的一個重大挑戰(zhàn)：將大的生物藥物分子安全地導入細胞并保護它們免受稱為內(nèi)體的細胞器的侵害。細胞內(nèi)這些充滿酸的微小氣泡充當屏障，捕獲和消化試圖進入的大分子。為了讓生物療法在進入細胞后發(fā)揮作用，它們需要一種方法來逃離內(nèi)體。
“目前的 mRNA 遞送方法沒有非常有效的內(nèi)體逃逸機制，因此實際釋放到細胞中并顯示出效果的 mRNA 量非常低。他們中的大多數(shù)在被管理時都被浪費了，”加州大學圣地亞哥分校雅各布斯工程學院納米工程教授、資深作者張良芳說。
張解釋說，實現(xiàn)有效的內(nèi)體逃逸將改變 mRNA 疫苗和療法的游戲規(guī)則。“如果你能讓更多的 mRNA 進入細胞，這意味著你可以使用更低劑量的 mRNA 疫苗，這可以減少副作用，同時實現(xiàn)相同的功效。”它還可以改善小干擾 RNA (siRNA) 向細胞的傳遞，這在某些形式的基因治療中使用。
在自然界中，病毒在逃離內(nèi)體方面做得非常好。例如，甲型流感病毒在其表面有一種稱為血凝素的特殊蛋白質(zhì)，當它被內(nèi)體內(nèi)的酸激活時，會觸發(fā)病毒將其膜與內(nèi)體膜融合。這打開了內(nèi)體，使病毒能夠?qū)⑵溥z傳物質(zhì)釋放到宿主細胞中而不會被破壞。
張和他的團隊開發(fā)了 mRNA 遞送納米顆粒，模擬流感病毒的這種能力。為了制造納米顆粒，研究人員在實驗室中對細胞進行了基因工程改造，以在細胞膜上表達血凝素蛋白。然后，他們將細胞膜與細胞分離，將它們分解成小塊，然后將它們涂在由可生物降解的聚合物制成的納米顆粒上，該聚合物已在內(nèi)部預裝了 mRNA 分子。
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