一组研究人员创造了一种生物可降解的聚合物递送系统,能够有效携带mRNA。
该研究团队由POSTECH化学系的金元钟教授领导,联合韩国疾病控制与预防局(KDCA),开发了一种基于生物可降解聚合物的新递送系统,以实现高效的mRNA运输。他们的研究成果已发表在国际著名的生物材料专业期刊《生物材料》(Biomaterials)上。
自COVID-19大流行开始以来,全球对mRNA疫苗的关注加剧。目前,由于其有效性,脂质纳米颗粒(LNPs)被广泛用于mRNA递送。然而,LNPs的一个主要缺点是它们在注射后往往会在肝脏中聚集,这可能导致毒性或引发极端的免疫反应,在严重情况下甚至可能导致过敏性反应。
为应对这个问题,POSTECH团队研究了生物可降解聚合物聚β-氨基酯(PBAE)的替代使用。PBAE之前已被用于递送siRNA、DNA和mRNA,并且因其在体内安全降解而受到关注。在这项研究中,团队创建了55种不同类型的PBAE聚合物,并设计了专门用于mRNA递送的创新聚合物纳米颗粒(PNPs)。
实验表明,新的聚合物在递送mRNA方面表现出比传统LNPs更高的效率。此外,mRNA的表达持续了长达四周,这显著高于LNPs观察到的一般五天的表达期。重要的是,聚合物将mRNA的表达局限于注射部位,肝脏中未检测到表达,从而减轻了毒性担忧。
此外,在评估免疫反应的测试中,该聚合物成功刺激了T细胞活性,并显示出与LNPs相当的效果,能够诱导针对COVID-19病毒的中和抗体。这些结果凸显了基于聚合物的递送系统作为下一代mRNA疫苗和基因治疗的更安全、更高效替代方案的潜力。
金元钟教授表示:“目前基于LNP的递送系统表达时间较短,限制了它们的治疗应用。我们团队开发的聚合物递送系统将mRNA表达延长至一个月,特别适合用于治疗性mRNA递送。”他还指出了这项研究的重要性,称:“这项工作引入了一种新的聚合物材料,可以替代主要由外国实体拥有专利的LNPs。”
这项研究是一个专注于开发创新疫苗技术的项目的一部分,该项目由KDCA国立卫生研究所共同领导,并由韩国科学技术信息通信部下属的国家研究基金会资助。