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Nat Biotechnol:新型纳米运载系统让疫苗变得更有效

来源:本站原创 2019-10-02 01:59

2019年10月2日 讯 /生物谷BIOON/ --基于RNA的疫苗具有巨大的潜力,可作为治疗癌症或预防多种传染病的方法。因此,许多生物技术公司现在都在研制这种类型的疫苗,还有一些已经进入临床试验。
 
制造RNA疫苗的难题之一是确保RNA进入正确的免疫细胞并产生足够的蛋白。另外,疫苗必须能够引发足够强的免疫反应,以使免疫系统在随后遇到相关细菌,病毒或癌细胞时能够消灭它们。
 
如今,麻省理工学院的科学家们已经开发了一系列新的脂质纳米颗粒来输送此类疫苗。他们表明,这些颗粒能够促进RNA编码的蛋白质的表达,同时,类似于佐剂,它们进一步提高了疫苗的效力。在对小鼠的研究中,他们使用这种RNA疫苗成功抑制了黑色素瘤肿瘤的生长。
 
麻省理工学院化学工程系副教授,麻省理工学院科赫研究所成员Daniel Anderson说:“本文的主要发现之一是,可以构建高效激活免疫系统的RNA载体。”
 
该研究发表在9月30日的《Nature Biotechnology》杂志上。
 
大多数传统疫苗都是由病原体相关蛋白质或弱化版本的微生物制成的。近年来,科学家探索了使用编码微生物蛋白的DNA制造疫苗的想法。但是,这些疫苗迄今未能产生足够强的免疫应答,同时也尚未被批准用于人体。
 
RNA是 DNA的替代品,因为与必须到达细胞核才能发挥功能的DNA不同,RNA进入细胞质后可立即翻译成蛋白质。因此它也可以适用于许多不同的疾病。 “这些疫苗的另一个优点是靶点十分灵活。我们可以通过修补RNA序列来快速制备针对不同疾病的疫苗。”
 
为了使RNA疫苗有效,它需要进入一种称为抗原呈递细胞的免疫细胞,然后产生疫苗编码的蛋白质并在其表面展示,吸引并激活T细胞和其他免疫细胞。
 
Anderson的实验室以前已经开发出脂质纳米颗粒,用于递送RNA和DNA分子。这些脂质颗粒形成微小的液滴,可保护RNA分子并将其带到目的地。研究人员通常的方法是生成包含成百上千个具有不同化学特征的候选粒子的库,然后对它们进行筛选以找出效果最好的那部分。“一天之内,我们就可以合成1000多种具有多种不同结构的脂质材料。一旦有了一个非常大的文库,我们就可以筛选分子并观察哪种类型的结构可以帮助RNA传递至抗原呈递细胞。”


(图片来源:Www.pixabay.com)
 
他们发现具有一定化学特征的纳米颗粒(颗粒一端具有环状结构)能够开启STING的免疫信号通路。一旦激活该途径,细胞就会产生干扰素和其他细胞因子,从而激活T细胞发挥作用。
 
研究人员在两种不同的黑色素瘤小鼠模型中测试了这些颗粒的效果。首先,他们在人为改造过的,可以表达卵清蛋白的转基因小鼠中进行了测试。研究人员设计了一种针对卵白蛋白的RNA疫苗,并表明该疫苗阻止了肿瘤的生长并显着延长了小鼠的生存期。
 
然后,研究人员制造了一种针对黑色素瘤肿瘤天然产生的蛋白Trp2的疫苗。这种疫苗还刺激了强烈的免疫反应,从而减缓了肿瘤的生长并提高了小鼠的存活率。
 
作者说,他计划进一步开发RNA疫苗以及针对诸如HIV,疟疾或埃博拉等传染病。(生物谷Bioon.com)


原始出处:Lei Miao, Linxian Li, Yuxuan Huang, Derfogail Delcassian, Jasdave Chahal, Jinsong Han, Yunhua Shi, Kaitlyn Sadtler, Wenting Gao, Jiaqi Lin, Joshua C. Doloff, Robert Langer, Daniel G. Anderson. Delivery of mRNA vaccines with heterocyclic lipids increases anti-tumor efficacy by STING-mediated immune cell activation. Nature Biotechnology, 2019; DOI: 10.1038/s41587-019-0247-3
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