科学家利用细胞外囊泡开发出新型mRNA递送方法

由德克萨斯大学 MD 安德森癌症中心领导的一组研究人员开发了一种使用细胞外囊泡 (EV) 的新型信使 RNA (mRNA) 递送系统。这项新技术有可能克服其他有前途的 mRNA 疗法所面临的许多递送障碍。

在今天发表在《自然生物医学工程》杂志上的这项研究中，研究人员使用 EV 封装的 mRNA 在实验室模型中的光老化皮肤细胞中启动和维持胶原蛋白的产生几个月。这是第一个证明这种能力 的疗法，代表了部署 EV mRNA 疗法的概念验证。

“这是一种全新的 mRNA 递送方式，”通讯作者、医学博士、神经外科教授 Betty Kim 说。“我们在研究中使用它来启动细胞中的胶原蛋白生成，但它有可能成为许多目前尚无良好递送方法的 mRNA 疗法的递送系统。”

构建特定蛋白质的遗传密码包含在 mRNA 中，但在体内递送 mRNA 是许多基于 mRNA 的疗法临床应用面临的最大障碍之一。

目前的 COVID-19 疫苗标志着 mRNA 疗法的首次广泛使用，使用脂质纳米颗粒进行递送，而迄今为止，其他主要的遗传物质递送系统都是基于病毒的。然而，这些方法中的每一种都有一定的局限性和挑战。

细胞外囊泡是由细胞产生的小结构，可在体内运输生物分子和核酸。这些天然存在的颗粒可以被修饰以携带 mRNA，这使它们具有先天生物相容性的优势，而不会引发强烈的免疫反应，从而使它们可以多次给药。此外，它们的大小允许它们携带最大的人类基因和蛋白质。

在当前的研究中，研究小组使用 EV mRNA 疗法将编码胶原蛋白的 COL1A1 mRNA 递送到模拟人类老化受损皮肤的实验室模型的皮肤细胞中。EV mRNA 是通过贴在皮肤上的贴片使用微针输送系统给药的。这种单次注射可在两个月内改善目标区域的胶原蛋白生成并减少皱纹形成。

Kim 说，虽然启动细胞中胶原蛋白的产生本身就是一项值得注意的成就，但这项研究为进一步评估 EV mRNA 疗法作为 mRNA 递送的可行平台打开了大门。

“mRNA 疗法有可能解决许多健康问题，从随着年龄增长蛋白质流失到有益基因或蛋白质缺失的遗传性疾病，”Kim 说。“甚至有可能将抑制肿瘤的 mRNA 作为一种癌症疗法进行递送，因此找到一种递送 mRNA 的新途径是令人兴奋的。将其应用于临床还有很多工作要做，但这些早期结果很有希望。”