著名的科学家和工程师来自麻省理工学院(MIT)的开发和测试一个口头capsule-based系统交付mRNA的疗法。
核酸疗法的简要历史
的Pfizer-BioNTech COVID-19疫苗,BNT162b2,第一个mRNA-based疫苗获得授权对人类使用2020年。现在,估计有5.6073亿剂全球管理. *疫苗和mRNA-based前辈,如现代化的信使rna - 1273大流行应对起到了根本性的作用。
在RNA治疗的无限的未来,Damase等提出”,我们生活在一个治疗革命,没有这样的重组蛋白技术的出现以来近50年前在硅谷”。这场革命,mRNA-based疫苗的成功利用大流行应对和那些可能会效仿,依靠几十年的核酸疗法的先前的研究。
核酸疗法是什么?
“核酸疗法”可以用来形容所有nucleic-acid-based方法能够调节基因表达,通过抑制、添加、替换或编辑在DNA / RNA水平。
一个主要障碍核酸疗法的临床翻译事实核酸本身迅速退化的身体——特别是RNA。这让他们交付具有挑战性,但作为信使rna COVID-19疫苗证明,并非不可能。需要更多的工作来设计和测试新型运载系统核酸疗法的承诺去实现。
新一代的药物输送系统
的研究实验室乔凡尼Traverso博士和教授罗伯特·兰格关注下一代药物输送系统的发展。Traverso助理教授在麻省理工学院机械工程系和胃肠病学家布莱根妇女医院(BWH),哈佛医学院。兰格是麻省理工学院的大卫·h·科赫研究所教授历史上最常见的工程师。
一起Traverso和兰格实验室一直在寻找新颖的方式提供有效治疗胃肠道和安全,特别关注大,蛋白质通过注射疗法目前管理。
几年前,合作者研制出一种可摄取的注射器-大小的蓝莓可以吞下提供胰岛素口服。
自动定向毫米级的涂布(SOMA)口服胰岛素和其他生物制剂。取自Giovanni Traverso, YouTube。
“我们的动机是方便病人服用药物,尤其是需要注射的药物,“Traverso说在时间。“经典的人胰岛素,但也有很多人。”
2021年,Traverso和兰格证明了胶囊可以被用于运载单克隆抗体——以液体形式的猪。然后他们盯上了核酸交付,如单克隆抗体和胰岛素,是大分子。
口服核酸交付
最新研究,发表在《华尔街日报》事,科学家们使用可吸收的注射器胶囊将信使rna -保护在聚合物纳米颗粒在猪胃。
“我们的系统有两个部分,”研究小组188金宝搏备用在接受采访时说。“首先,可摄取的注射器,第二,包含mRNA的纳米颗粒。这可摄取的喷射器设计吞下。”
可吸收的注入器的胃会保护纳米粒子从胃的内容并将它们注射到胃。”形成的纳米粒子,通过与专业带正电的聚合物络合mRNA,允许mRNA进入胃和细胞表达蛋白质的兴趣,“科学家们解释。
聚合物纳米粒子是由聚(beta-amino酯),以前的研究小组分析了评估结构——线性或分支——工作最有效保护核酸。
“我们做了一个图书馆的分支、混合聚(beta-amino酯),我们发现其中的铅聚合物会比线性图书馆内的铅聚合物”Ameya Kirtaine麻省理工学院博士后和研究的联合作者,说。
什么是聚合物,和线性与支化聚合物是什么意思
聚合物大分子,由长链小分子,称为单体,由不同类型的化学键连接。
聚合物可以比作一个回形针链。链可能包含一个回形针与下一个回形针,形成一个连续线性结构(这将是一个线性聚合物)。或者,您可能会决定添加一个“侧链”通过剪辑附加回形针主链和建筑——类比支化聚合物。
188金宝搏备用问周围的团队是否有毒性的担忧聚合物。他们解释说,任何潜在的毒性的担忧是通过特征在体外在细胞培养的研究在活的有机体内动物模型。在这两个在体外和在活的有机体内评估,没有明显毒性的迹象。“缺乏毒性的原因可能是,我们的研究中使用的聚合物是可生物降解的。所以,细胞可以分解成其组成元素在数小时内,”研究人员说。
测试设备在动物模型
测试交付系统的第一步是评价聚合物纳米颗粒。研究小组创建了一个纳米颗粒复杂,包括信使rna编码蛋白质的报告和直接注入小鼠的胃没有可吸收的注射器胶囊。记者蛋白质表明mRNA的表达已经成功地交付给细胞翻译。
蛋白表达是证实不仅在胃里——目标地区——但也在肝脏的小鼠模型,提供潜在的系统性传递的证据。通常,当蛋白质治疗系统——即交付。通过胃肌内注射-很难目标。因此,发现系统性表达的蛋白质和有针对性的表达式是一个积极的团队。
继续测试在更大的动物-猪- Traverso和兰格实验室冻干RNA-nanoparticle复合物并打包成可吸收的注射器。大约50μg mRNA的挤进每一个胶囊,胶囊,对于每一个猪,三是管理。这是一个总剂量150μg;上下文,mRNA-based COVID-19疫苗通常包含在30 - 100μg之间。
“在这些研究中,我们发表了信使rna编码的一种叫做CRE重组酶的酶猪。我们测量了水平的酶在猪胃组织中使用两个化验(免疫印迹分析和免疫组织化学),”研究人员说188金宝搏备用技术网络。这些方法都是定性方法测量蛋白表达,意思蛋白质表达的确切数量不能确定的特征。
有针对性的但不是系统性的表达式
CRE重组酶的表达被猪的胃,但不是在任何身体的其他器官。
科学家们告诉188金宝搏备用化验的,这可能是由于限制利用的研究:“尽管如此,确认/引起系统性表达,记者mRNA的变化,纳米工程(更小的纳米粒子逃离胃组织和汇入门静脉,更稳定的纳米粒子,纳米粒子与减少进入胃细胞等)可能需要,”他们说。
尽管缺乏系统性的表达式,该研究提供了证据,该系统可以利用信使rna传递到胃,“系统性注入困难的目标,“科学家们强调。
他们补充说,未来的工作将集中在疾病模型,验证系统的有效性评估免疫反应的抗原在胃肠道和粘膜疫苗的潜在工具平台。
*这个数字是正确的1月30日,2022年。
Traverso和兰格实验室莫莉坎贝尔,高级科学技术网络作家。188金宝搏备用
参考:艾布拉姆森,Kirtane AR,施Y, et al .口服mRNA交付使用capsule-mediated胃肠组织注射。事。2022年。doi:10.1016 / j.matt.2021.12.022。
