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新的納米顆粒設計可能會改善mRNA疫苗對癌癥的治療效果

2023-06-29 16:27:02 來源：cnBeta

研究人員設計了一種新的納米顆粒，它被證明可以更有效地向小鼠提供抗癌 mRNA 疫苗。該研究的結(jié)果可能有助于開發(fā)出更好的疫苗來治療癌癥和 COVID-19 等傳染病。免疫療法（通過激活或抑制人體免疫系統(tǒng)來治療疾?。╊I域取得的進步和持續(xù)取得的進步已經(jīng)徹底改變了癌癥治療。但每位患者的癌癥腫瘤都是獨特的，需要針對個體腫瘤特異性突變的治療。使用信使 RNA (mRNA) 疫苗來提供這種治療是一種很有前途的策略。

(資料圖片)

疫苗通過讓身體做好對抗細菌或病毒等病原體的準備，幫助預防感染。大多數(shù)傳統(tǒng)疫苗含有減弱或死亡的細菌或病毒，以觸發(fā)免疫反應。然而，mRNA 疫苗（例如 COVID-19 疫苗）的工作原理是引入一段與病毒外部的蛋白質(zhì)相對應的 mRNA，從而產(chǎn)生抗體并標記病毒以進行破壞。一旦產(chǎn)生，抗體就會保留在體內(nèi)，因此如果免疫系統(tǒng)再次暴露于病原體，它可以快速做出反應。

現(xiàn)在，約翰·霍普金斯大學醫(yī)學院的研究人員進行的一項新研究可能找到了一種改善 mRNA 疫苗遞送以治療傳染性和非傳染性疾病的方法。

當使用 mRNA 疫苗治療癌癥等非傳染性疾病時，面臨的挑戰(zhàn)是將材料傳遞給大量樹突狀細胞，樹突狀細胞是一種特殊類型的免疫細胞，可教導免疫系統(tǒng)（特別是 T 細胞）尋找并摧毀癌細胞。

該研究的通訊作者喬丹·格林（Jordan Green）表示：“免疫系統(tǒng)的設計目的是通過放大反應來發(fā)揮作用，樹突狀細胞會教導其他免疫細胞在體內(nèi)尋找什么?！?/p>

制造更強效的疫苗需要攜帶 mRNA 的納米顆粒到達、進入樹突狀細胞并在其中表達。表達后，mRNA 會降解，由此產(chǎn)生的免疫反應持續(xù)時間更長。

COVID-19 mRNA 疫苗包含由脂質(zhì)（一種脂肪酸）制成的納米顆粒，注射到肌肉中。但是，肌肉中的樹突狀細胞相對較少。將 mRNA 疫苗注射到血液中也會導致輸送問題，因為疫苗往往會直接進入肝臟，并在那里被分解。因此，研究人員將目光投向了一個樹突狀細胞數(shù)量遠遠多于的器官：脾臟。

格林說：“我們的目標是開發(fā)一種不會直接發(fā)送到肝臟的納米顆粒，它可以有效地教導免疫系統(tǒng)細胞尋找并摧毀適當?shù)哪繕恕！?/p>

在測試了多種材料后，研究人員決定將其 mRNA 包裹在基于聚合物的納米顆粒中，其中親水分子和疏水分子的比例恰到好處，使其能夠進入目標細胞。這些聚合物含有對特定組織類型具有親和力的分子，這里是脾臟。此外，納米顆粒中添加了輔助劑或佐劑以激活樹突狀細胞。

他們在小鼠身上測試了他們的新型納米顆粒結(jié)構(gòu)，發(fā)現(xiàn)它避開了肝臟，并被脾細胞吸收，其水平比 mRNA 本身高出約 50 倍。納米顆粒到達的脾細胞中近 80% 是目標樹突狀細胞。

在經(jīng)過基因工程改造的小鼠中，當納米顆粒傳遞其 mRNA 內(nèi)容物時，免疫細胞會發(fā)出紅光，研究人員發(fā)現(xiàn)，脾臟中 5% 至 6% 的樹突狀細胞成功吸收、打開并處理了納米顆粒。這種現(xiàn)象在樹突狀細胞中比在其他免疫細胞中更容易觀察到。然后納米粒子生物降解成安全的副產(chǎn)品。

證明新的納米顆粒能夠成功地靶向脾臟的樹突狀細胞之后，研究人員為其配備了免疫治療藥物，并再次在小鼠身上進行了測試。他們發(fā)現(xiàn)，一半的結(jié)直腸癌小鼠模型在接受兩次注射后長期存活，而接受其他含有免疫治療藥物的納米顆粒制劑或單獨免疫治療藥物治療后，只有 10% 至 30% 的存活率。

當幸存的小鼠被給予額外的結(jié)直腸癌細胞時，它們都無需額外治療即可存活，這向研究人員表明，它們的納米顆粒提供了長期免疫反應，可防止癌癥復發(fā)。他們還發(fā)現(xiàn)，治療21天后，60%的細胞殺傷T細胞識別并攻擊結(jié)直腸癌細胞。

研究人員在患有黑色素瘤的小鼠模型中發(fā)現(xiàn)了類似的反應，其中大約一半的同類型 T 細胞準備好攻擊黑色素瘤細胞。

Green 說：“納米顆粒輸送系統(tǒng)能夠創(chuàng)建一支能夠識別癌癥相關(guān)抗原的 T 細胞大軍。這種新的納米顆粒輸送系統(tǒng)可能會改善傳染病疫苗的接種方式，并且也可能為治療癌癥開辟一條新途徑?！?/p>

該研究發(fā)表在《PNAS》雜志上。

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