Группа исследователей Массачусетского технологического института разработала способ доставки вакцины мРНК в капсуле. Таблетка позволит внедрить новый способ введения вакцин или лечения желудочно-кишечных заболеваний, например, язвы.
«Нуклеиновые кислоты, в частности РНК, могут быть чрезвычайно чувствительны к деградации, особенно в пищеварительном тракте. Преодоление этой проблемы открывает несколько подходов к терапии, включая возможную пероральную вакцинацию», — говорит Джованни Траверсо, доцент кафедры машиностроения Карла ван Тасселя по развитию карьеры в МТИ и гастроэнтеролог в Brigham and Women’s Hospital.
В новом исследовании Траверсо и его коллеги показали, что они могут использовать разработанную ими капсулу для доставки до 150 мкг РНК — больше, чем количество мРНК, используемое в вакцинах против коронавируса. Они провели эксперимент на свиньях.
Траверсо и Роберт Лангер, профессор Института Дэвида Х. Коха в МТИ и член Института интегративных исследований рака, являются старшими авторами исследования. Алекс Абрамсон, доктор философии 1919 года, и постдоки Массачусетского технологического института Амейя Киртане и Юнхуа Ши стали его ведущими авторами.
В течение нескольких лет лаборатории Лангера и Траверсо разрабатывали новые способы доставки лекарств в желудочно-кишечный тракт. В 2019 году исследователи представили капсулу, которая может нести инсулин в слизистую оболочку желудка.
В 2021 году исследователи показали, что они могут использовать капсулу для доставки больших молекул, таких как моноклональные антитела, в жидкой форме. Далее они решили попробовать применить ее для доставки нуклеиновых кислот, которые также представляют собой большие молекулы.
Нуклеиновые кислоты подвержены деградации при попадании в организм, поэтому они должны переноситься защитными частицами. Для этого был использован новый тип полимерных наночастиц, недавно разработанный лабораториями Лангера и Траверсо.
Эти частицы, которые могут с высокой эффективностью доставлять РНК, изготовлены из полимера, называемого поли(бета-аминоэфиром). Они более эффективны, чем линейные полимеры, для защиты нуклеиновых кислот и доставки их в клетки.
Чтобы протестировать частицы, исследователи сначала вводили их в желудки мышей, не используя капсулу. мРНК, которую они доставили, кодирует репортерный белок, который может быть обнаружен в ткани, если клетки успешно поглощают его. Исследователи обнаружили репортерный белок в желудках мышей, а также в печени, предполагая, что мРНК была перенесена в печень, которая фильтрует кровь.
Затем исследователи лиофилизировали комплексы РНК-наночастицы и упаковали их в капсулы для доставки лекарств. Работая с учеными из Novo Nordisk, они смогли поместить около 50 мкг мРНК в капсулу и доставить три капсулы в желудки свиней, всего 150 мкг мРНК. Это больше, чем количество мРНК в используемых сейчас вакцинах против Covid, которые содержат от 30 до 100 мкг.
В исследованиях на свиньях исследователи обнаружили, что репортерный белок успешно продуцируется клетками желудка, но они не обнаружили его в других частях тела. В будущей работе они надеются увеличить поглощение РНК другими органами, изменив состав наночастиц или дав большие дозы. Тем не менее, также возможно вызвать сильный иммунный ответ при доставке только в желудок, говорит Абрамсон.
«В желудочно-кишечном тракте много иммунных клеток, и стимуляция иммунной системы желудочно-кишечного тракта — известный способ создания иммунного ответа», — говорит он.
Теперь исследователи планируют выяснить, могут ли капсулы создавать системный иммунный ответ, включая активацию В- и Т-клеток, доставляя мРНК-вакцины.
«При системной доставке через внутривенную или подкожную инъекцию не очень легко попасть в желудок», — говорит Абрамсон. — «Мы рассматриваем капсулу как потенциальный способ лечения различных заболеваний желудочно-кишечного тракта».
Компания Novo Nordisk, которая частично финансировала исследование, лицензировала технологию капсул для доставки лекарств и надеется протестировать ее в клинических испытаниях.
