大多数人倾向于不喜欢接受治疗或疫苗接种时的注射。为此，研究人员旨在开发可以通过喷雾和吸入进行给药的药物，如信使 RNA（mRNA）。最近发表在《美国化学学会期刊》上的一项研究讨论了可吸入 mRNA 治疗的可行性进展。研究人员描述了他们改进的脂质聚合物纳米颗粒，这些颗粒旨在封装 mRNA，在气溶胶化时保持稳定，并有效地将液态滴送到小鼠的肺部。
mRNA 治疗旨在编码能帮助预防或治疗一系列疾病的蛋白质，包括呼吸系统疾病。然而，由于这些蛋白质是脆弱的，它们无法独立穿透细胞。为了将 mRNA 递送到肺细胞中，研究人员使用微小的脂质纳米颗粒，这些颗粒类似于小容器，保护并运输 mRNA，直到它达到目标。早期类型的这些脂质纳米颗粒在可吸入治疗中效果不佳，因为它们在气溶胶化时会聚集或膨胀。之前为了解决这个问题，曾尝试在一种脂质成分中加入聚合物，如聚乙烯醇，但这并不足以稳定脂质纳米颗粒。
在这项研究中，丹尼尔·安德森、艾伦·蒋、苏希尔·拉斯瓦尔及其团队提出使用一种不同种类的聚合物，称为两性离子聚合物——它具有交替正负电荷单元——可以创建更加稳定的负载 mRNA 的脂质纳米颗粒，这些颗粒在雾化过程中保持其结构。他们合成了不同的脂质纳米颗粒，使用四种成分：磷脂、胆固醇、可离子化脂质以及与不同长度的两性离子聚合物结合的不同长度的脂质。早期测试显示，这些纳米颗粒中的许多能够成功地保持 mRNA，而尺寸在雾化过程中或之后没有变化。
在随后的动物测试中，研究人员发现，含有两性离子聚合物的低胆固醇脂质纳米颗粒在气溶胶递送中提供了最佳结果。在递送编码发光蛋白的 mRNA 时，这种特定纳米颗粒在受试者的肺中展示了最高水平的发光，并在整个组织中均匀表达蛋白质，表明吸入的 mRNA 有效递送。接受三剂最佳纳米颗粒的小鼠在两周内显示出持续的发光蛋白生产，且没有明显的肺部炎症。此外，即使在具有厚粘液层的气道小鼠中，这种递送方法也证明是有效的，这些小鼠被设计用来模拟囊性纤维化患者的肺部。研究人员一致认为，这些发现说明了通过气道成功递送 mRNA 的可能性，使用了两性离子聚合物的脂质纳米颗粒。作为下一步，计划在更大型动物中进行测试。
作者们承认得到了美国国立卫生研究院、赛诺菲（前称 Translate Bio）、囊性纤维化基金会、麻省理工学院本科生研究机会项目以及国家癌症研究所科赫研究所支持（核心）赠款的资助。
作者已为此项技术申请专利。部分作者是 RNA 治疗和 Moderna 的创始人，这两家公司分别专注于 RNA 和 mRNA 治疗技术。
