Наночастицы с мРНК для ингаляций открывают путь к новым методам лечения лёгких
Исследователи из Йельского университета оптимизировали полимерную систему доставки мРНК в лёгкие и продемонстрировали её потенциал для мукозальной вакцинации против респираторных патогеннов.
В статье «Polymer nanoparticles deliver mRNA to the lung for mucosal vaccination», опубликованной в Science Translational Medicine, представлена разработка ингаляционной матричной РНК (мРНК) для терапевтического применения.
Главными проблемами доставки мРНК в лёгкие для терапии, редактирования генов или вакцинации оставались стабильность мРНК и избегание иммунного вмешательства.
Команда создала полимерные формулы PACE (Polymerized Albumin Conjugates for mRNA Encapsulation). Для стабилизации в структуру полимера во время ферментативной сополимеризации интегрировали оптимизированное количество молекул полиэтиленгликоля (PEG). Это стабилизировало полиплексы и изменило их ключевые характеристики: размер, поверхностный заряд и другие свойства, сделав их более эффективными для доставки мРНК в клетки лёгких.
Стабилизированная формула показала плохие результаты в эксперименте in vitro. Исследователи отмечают, что традиционные методы клеточных культур являются плохими предикторами для систем доставки. Реальная проверка должна была пройти in vivo на модели мышей.
Мышам, восприимчивым к SARS-CoV-2, интраназально вводили дозу 10 мкг PACE-mRNA, кодирующей спайк-белок вируса, на 0-й и 28-й день. Через 14 дней после бустера подтвердилось развитие адаптивного иммунитета в медиастинальных лимфатических узлах.
Трансфекция происходила в основном в эпителиальных клетках лёгких и антиген-презентирующих клетках. Вакцинация успешно увеличила количество специфичных к спайк-белку CD8+ T-клеток в ткани лёгких и в кровотоке. У вакцинированных мышей также обнаружили значительно более высокие концентрации как циркулирующих, так и мукозальных IgG-антител.
После заражения летальной дозой SARS-CoV-2 у вакцинированных мышей значительно снизилась вирусная нагрузка в лёгких и улучшились показатели веса и выживаемости. Контрольная группа не показала специфичного иммунного ответа и не имела защиты.
Исследование представляет PACE-mRNA полиплексы как перспективный метод для эффективной и целенаправленной доставки мРНК в лёгкие. Результаты также иллюстрируют важность использования животных моделей, а не только клеточных культур, для оценки реальных эффектов. Планируются дальнейшие испытания на более крупных животных моделях.