创新的纳米粒子能够通过吸入有效地输送 mRNA 药物，有望实现一种无需注射的新型治疗方法。
一项开创性的研究引入了使用在雾化过程中保持的纳米颗粒的稳定可吸入 mRNA 治疗方法，显示出无需注射治疗肺部疾病的巨大潜力。
许多人不喜欢注射治疗或接种疫苗，因此科学家正在探索开发可以吸入的药物的方法，例如由信使RNA (mRNA) 制成的药物。11 月 13 日发表在《美国化学学会杂志》上的一项新研究强调了在创建可吸入 mRNA 疗法方面取得的关键进展。研究人员描述了他们先进的脂质聚合物纳米颗粒，该颗粒可以将 mRNA 保持在稳定的形式以进行雾化，并将其有效地作为气溶胶液滴输送到小鼠的肺部。
mRNA 递送的挑战mRNA 药物通过编码蛋白质起作用，这些蛋白质可以帮助治疗或预防各种疾病，包括影响肺部的疾病。然而，这些蛋白质很脆弱，无法自行穿透细胞。为了保护 mRNA 并将其递送到肺细胞，科学家使用脂质纳米颗粒——微小的脂肪球，就像“手提箱”一样，将 mRNA 安全地运送到目标。
然而，这些脂质纳米颗粒的早期版本不适合用于吸入治疗，因为它们在喷洒时容易结块或膨胀。之前解决此问题的方法包括向脂质颗粒中添加聚合物（如聚乙二醇）。然而，这种方法无法提供足够的稳定性以实现有效的雾化输送。
采用两性离子聚合物的创新解决方案现在，丹尼尔·安德森 (Daniel Anderson)、艾伦·江 (Allen Jiang)、苏希尔·拉特瓦尔 (Sushil Lathwal) 及其同事们假设，一种不同类型的聚合物，一种具有带正电荷和负电荷成分重复单元的聚合物，称为两性离子聚合物，可以创建含有 mRNA 的脂质纳米颗粒，可以承受雾化（将液体变成雾气）。
研究人员用四种成分合成了各种脂质纳米颗粒：磷脂、胆固醇、可电离脂质以及附着在不同长度的两性离子聚合物上的不同长度的脂质。初步测试表明，许多由此产生的脂质纳米颗粒有效地容纳了 mRNA，并且在雾化过程中或雾化后不会改变尺寸。
动物试验中有效的 mRNA 递送随后在动物试验中，研究人员确定，低胆固醇版本的含有两性离子聚合物的脂质纳米颗粒是气溶胶输送的最佳配方。当运输编码发光蛋白的 mRNA 时，这种纳米颗粒在动物肺部产生最高的发光，并在组织中产生均匀的蛋白质表达，从而证明它具有最佳的吸入式 mRNA 输送能力。
在两周内，小鼠通过空气接受了三次最佳纳米粒子的给药，这些纳米粒子维持了稳定的发光蛋白生成，且肺部没有出现可测量的炎症。这种给药方法甚至对呼吸道内有一层厚厚粘液的小鼠也有效，这些小鼠旨在模拟囊性纤维化患者的肺部。
综合起来，研究人员表示，这组结果证明使用脂质纳米颗粒中的两性离子聚合物可以成功实现 mRNA 的空中传输。下一步，他们计划在更大型的动物身上进行测试。
作者承认获得了美国国立卫生研究院、赛诺菲（前身为 Translate Bio）、囊性纤维化基金会、麻省理工学院本科生研究机会计划以及美国国家癌症研究所科赫研究所支持（核心）资助。
作者已为该技术申请了专利。一些作者是 oRNA Therapeutics 和 Moderna 的创始人，这两家生物技术公司分别生产 RNA 和 mRNA 药物。
参考文献：“两性离子聚合物功能化脂质纳米粒子用于雾化输送 mRNA”，2024 年 11 月 13 日，《美国化学会志》。DOI：10.1021/jacs.4c11347
来源：美国化学学会
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