加州大學(xué)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(xì)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(xì)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(xiàng)工作解決了藥物遞送領(lǐng)域的一個重大挑戰(zhàn)：將大的生物藥物分子安全地導(dǎo)入細(xì)胞并保護(hù)它們免受稱為內(nèi)體的細(xì)胞器的侵害。細(xì)胞內(nèi)這些充滿酸的微小氣泡充當(dāng)屏障，捕獲和消化試圖進(jìn)入的大分子。為了讓生物療法在進(jìn)入細(xì)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(jī)制，因此實(shí)際釋放到細(xì)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(fèi)了，”加州大學(xué)圣地亞哥分校雅各布斯工程學(xué)院納米工程教授、資深作者張良芳說。
張解釋說，實(shí)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(jìn)入細(xì)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(shí)現(xiàn)相同的功效。”它還可以改善小干擾 RNA (siRNA) 向細(xì)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(dāng)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(xì)胞中而不會被破壞。
張和他的團(tuán)隊(duì)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(shí)驗(yàn)室中對細(xì)胞進(jìn)行了基因工程改造，以在細(xì)胞膜上表達(dá)血凝素蛋白。然后，他們將細(xì)胞膜與細(xì)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(yù)裝了 mRNA 分子。
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