Powstaną doustne szczepionki mRNA? Nowe kapsułki szansą na łatwiejsze leczenie wielu chorób

Kwasy nukleinowe, szczególnie RNA, mogą być niezwykle podatne na degradację, szczególnie w przewodzie pokarmowym. Rozwiązanie tego problemu otwiera nowe możliwości terapeutyczne, w tym możliwość opracowania doustnych szczepionek, mówi Giovanni Traverso, profesor inżynierii mechanicznej na MIT i gastroenterolog w Brigham and Women’s Hospital.

Amerykańscy naukowcy wykazali właśnie, że opracowana przez nich kapsułka pozwala na dostarczenie do żołądka świni do 150 mikrogramów RNA. To więcej niż mRNA używane w szczepionkach przeciwko COVID-19.

Zespół Traverso od lat współpracuje z zespołem Roberta Langera, profesora w David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research. Celem ich badań jest stworzenie nowych technik doustnego dostarczania leków. W 2019 roku zaprezentowali kapsułkę z igłą, która wbija się w wyściółkę żołądka i dostarcza tam insulinę. Kapsułce nadano kształt karapaksu żółwia lamparciego. Karapaks zwierzęcia ma taki kształt, że jeśli żółw upadnie na grzbiet, bez problemu odwraca się na nogi. Naukowcy nadali kapsułce taki kształt, dzięki czemu zawsze ustawi się ona tak, by igła mogła wbić się w żołądek.

W ubiegłym roku Traverso i Langer wykazali, że za pomocą kapsułki możliwe jest dostarczanie dużych molekuł, jak przeciwciała monoklonalne. Po udanych testach postanowili sprawdzić, czy ich kapsułka przyda się również do pracy z innymi dużymi molekułami, kwasami nukleinowymi.

Kwasy nukleinowe łatwo ulegają degradacji po dostaniu się do organizmu. Dlatego też muszą być dostarczane w osłonkach. Uczeni z MIT opracowali więc specjalne polimerowe nanocząsteczki wykonane z poli(β-aminoestrów). Już wcześniej wykazali bowiem, że dzięki nadaniu im odpowiedniego kształtu można dobrze chronić kwasy nukleinowe.

Nowe cząstki przetestowano najpierw na myszach. Zwierzętom wstrzyknięto je do żołądka, nie używając przy tym kapsułki. Cząstki miały chronić RNA z kodem pewnego białka reporterowego. Gdyby dostarczenie do żołądka i pobranie RNA przez organizm było skuteczne, białko to powinno pojawić się w tkankach. I rzeczywiście. Wykryto je zarówno w żołądkach, jak i wątrobie, co wskazuje, że RNA zostało dostarczone do innych organów, a następnie trafiło do filtrującej krew wątroby.

Następnie naukowcy poddali kompleks RNA-nanocząsteczki liofilizacji i umieścili go w swoich kapsułkach. W jednej byli w stanie upakować około 50 mikrogramów mRNA. Trzy takie kapsułki podano świniom. Badania wykazały, że po podaniu kapsułek białko reporterowe było wytwarzane przez komórki żołądka, ale nie znaleziono go w innych częściach ciała. W następnym etapie badań naukowcy spróbują zwiększyć ilość RNA dostarczonego do organizmu zmieniając budowę nanocząsteczek lub podając więcej RNA.

Zauważają jednak, że w niektórych zastosowaniach wystarczy dostarczyć RNA do samego żołądka. W układzie pokarmowym znajduje się wiele komórek układu odpornościowego, a stymulowanie tych komórek to znany od dawna sposób na wywołanie reakcji immunologicznej, stwierdzają naukowcy.

Traverso i Langer chcą sprawdzić, czy podanie szczepionki mRNA drogą doustną wywoła ogólnoustrojową reakcję immunologiczną, w tym aktywację limfocytów B i T. Nowa metoda podawania mogłaby też być wykorzystywana przy leczeniu chorób układu pokarmowego, które trudno jest zwalczać za pomocą tradycyjnych zastrzyków podskórnych.

Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach pisma Matter.

Źródło: MIT