肺部疾病新療法—可吸入mRNA

????mRNA能夠誘導(dǎo)細(xì)胞產(chǎn)生治療性蛋白質(zhì),在各種疾病的治療方面都具有很大的應(yīng)用前景。迄今為止,這種方法最大的難點(diǎn)是找到安全有效的方法將mRNA分子傳遞到靶細(xì)胞鲤脏。為此麻省理工學(xué)院的研究人員秸歧,近期設(shè)計(jì)了一種可吸入的mRNA厨姚,這一研究成果有望為肺部疾病的治療提供新方法。

肺上皮細(xì)胞吸收了帶有綠色熒光蛋白mRNA的顆粒(黃色)键菱,來源: Asha Patel?

????麻省理工學(xué)院化學(xué)工程系副教授谬墙,也是這篇新論文的主要作者Daniel Anderson說:“我們認(rèn)為,這種通過吸入方式傳遞mRNA可以治療一系列不同的肺部疾病”

????研究人員表明经备,他們可以誘導(dǎo)小鼠的肺細(xì)胞產(chǎn)生一種靶蛋白——在論文中拭抬,是一種生物發(fā)光蛋白。研究人員說侵蒙,如果誘導(dǎo)生成用于治療的蛋白質(zhì)也能達(dá)到同樣的成功率造虎,那就足以治療許多的肺部疾病。這篇論文目前發(fā)表于《?journal?Advanced Materials》雜志纷闺。

吸入性治療

????mRNA攜帶刺激細(xì)胞產(chǎn)生特定蛋白質(zhì)的遺傳指令算凿,許多科研人員一直致力于將患者自身的細(xì)胞轉(zhuǎn)化為藥廠,來開發(fā)治療遺傳性疾病或癌癥的mRNA犁功。

? ? 由于mRNA在體內(nèi)很容易被分解氓轰,因此它需要某種保護(hù)性的載體內(nèi)來轉(zhuǎn)運(yùn)。安德森的實(shí)驗(yàn)室先前已經(jīng)設(shè)計(jì)了能夠?qū)RNA傳遞到肝臟和其他器官的材料浸卦,其中的部分材料被進(jìn)一步開發(fā)署鸡,以便對患者進(jìn)行臨床實(shí)驗(yàn)。

????在這項(xiàng)研究中限嫌,研究人員希望創(chuàng)造出一種以可吸入形式轉(zhuǎn)運(yùn)mRNA的材料储玫,它可以使分子直接輸送到肺部。許多治療哮喘和其他肺部疾病的現(xiàn)有藥物都被特殊處理萤皂,使其可以通過吸入器吸入撒穷。

????麻省理工學(xué)院的研究小組著手開發(fā)一種材料,一種能夠保持mRNA穩(wěn)定性的氣溶膠裆熙。目前研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了一種被稱為聚乙烯胺(PEI)的物質(zhì)端礼,它可以將可吸入的DNA輸送到肺部,然而入录,PEI并不容易分解蛤奥。因此隨著使用mRNA治療的重復(fù)給藥,可能會(huì)造成聚合物累積僚稿,并造成副作用凡桥。

????為了避免這些潛在的副作用,研究人員研究了一種帶正電的聚合物蚀同,叫做超支化聚(β氨基酯)缅刽,與PEI不同啊掏,這種聚合物是可生物降解的。

????研究小組設(shè)計(jì)的粒子由球體組成衰猛,直徑約150納米迟蜜,聚合物和編碼熒光素酶(一種生物發(fā)光蛋白)的mRNA分子混合在一起。研究人員將這些微粒懸浮在液滴中啡省,然后用噴霧器將它們作為可吸入的霧氣輸送給小鼠娜睛。呼吸被用作一種簡單而有效的肺部給藥輸送途徑。一旦霧化液滴被吸入卦睹,每個(gè)液滴中包含的納米顆粒就進(jìn)入細(xì)胞畦戒,并指示使細(xì)胞可以使用mRNA生產(chǎn)特定的蛋白質(zhì)。

????研究人員發(fā)現(xiàn)结序,在小鼠吸入mRNA 24小時(shí)后障斋,肺細(xì)胞產(chǎn)生生物發(fā)光蛋白。隨著時(shí)間的推移笼痹,隨著mRNA的清除,蛋白質(zhì)的數(shù)量也逐漸減少酪穿。研究人員通過重復(fù)給小鼠劑量來維持蛋白質(zhì)的穩(wěn)定水平凳干,這對于治療慢性肺病可能是必要的。

廣泛分布

????對肺的進(jìn)一步分析顯示被济,mRNA均勻分布在肺的五個(gè)葉中救赐,主要由排列在肺表面的肺上皮細(xì)胞攝取。這些細(xì)胞與囊性纖維化以及其他肺部疾仓涣住(如呼吸窘迫綜合征)有關(guān)经磅,后者是由表面活性劑蛋白缺乏引起的。目前已經(jīng)計(jì)劃進(jìn)一步研究基于mRNA的治療方法钮追。

????在這項(xiàng)研究中预厌,研究人員還證明了納米顆粒可以被冷凍干燥成粉末元媚,這表明可以通過吸入器而不是噴霧器輸送它們轧叽,這可以使藥物對患者更方便。

????開發(fā)mRNA療法的公司TranslateBio刊棕,部分資助了這項(xiàng)研究炭晒,并開始在囊性纖維化患者的1/2階段臨床試驗(yàn)中測試一種可吸入形式的mRNA。本研究的其他資金來源包括英國工程和物理科學(xué)研究委員會(huì)和國家癌癥研究所的科赫研究所支持(核心)撥款甥角。

Materials provided by Massachusetts Institute of Technology. Note: Content may be edited for style and length.

Asha Kumari Patel, James C. Kaczmarek, Suman Bose, Kevin J. Kauffman, Faryal Mir, Michael W. Heartlein, Frank DeRosa, Robert Langer, Daniel G. Anderson.?Inhaled Nanoformulated mRNA Polyplexes for Protein Production in Lung Epithelium.?Advanced Materials, 2019; 1805116 DOI:?10.1002/adma.201805116

Massachusetts Institute of Technology. (2019, January 4). Engineers create an inhalable form of messenger RNA: Patients with lung disease could find relief by breathing in messenger RNA molecules.?ScienceDaily. Retrieved January 4, 2019 from www.sciencedaily.com/releases/2019/01/190104104032.htm

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