加州大學聖迭戈分校的納米工程師們已經開發出一種新的、可能更有效的方法來將信使RNA（mRNA）送入細胞。他們的方法是將mRNA包裝在模仿流感病毒的納米粒子內–這是一種在細胞內傳遞RNA等遺傳物質的天然有效載體。
最近發表在《Angewandte Chemie International Edition》雜誌上的一篇論文描述了新的mRNA傳遞納米粒子。
這項工作解決了藥物遞送領域的一個主要挑戰：將大型生物藥物分子安全地送入細胞，並保護它們不受稱為內體的細胞器的影響。細胞內這些充滿酸的微小囊泡作為屏障，捕獲並消化試圖進入的大分子。為了使生物治療劑在進入細胞后能夠發揮其作用，它們需要一種方法來逃避內體。
“目前的mRNA傳遞方法沒有非常有效的內體逃逸機制，因此真正被釋放到細胞中並顯示出效果的mRNA數量非常少。”研究高級作者、加州大學聖迭戈分校雅各布斯工程學院的納米工程教授張良方（音譯）說：“它們中的大部分在被施用時被浪費了。”
實現高效的內體逃逸將改變mRNA疫苗和療法的“遊戲規則”，張良方解釋說：“如果你能讓更多的mRNA進入細胞，這意味着你可以採取更低劑量的mRNA疫苗，這可以減少副作用，同時達到同樣的療效。它還可以改善小干擾RNA（siRNA）在細胞中的傳遞，這在某些形式的基因治療中被使用。”
在自然界中，病毒在逃避內體方面做得非常好。例如，甲型流感病毒在其表面有一種特殊的蛋白質（稱為血凝素），當被內體中的酸激活時，觸發病毒將其膜與內體膜融合。這就打開了內體，使病毒能夠將其遺傳物質釋放到宿主細胞而不被破壞。
張良方和他的團隊開發了模仿流感病毒能力的mRNA傳遞納米粒子。為了製造這種納米粒子，研究人員在實驗室里對細胞進行了基因改造，使其在細胞膜上表達血凝素蛋白。然後他們把細胞膜分離出來，把它們分成小塊，並把它們塗在由一種可生物降解的聚合物製成的納米粒子上，這種聚合物內部已經“預裝”mRNA分子。
研究人員最終獲得的成品是一種類似於流感病毒的納米粒子，它可以進入細胞，從內體中脫離出來，並釋放其mRNA載荷以完成其工作：指示細胞生產蛋白質。
研究人員在小鼠身上測試了這種納米粒子。這些納米粒子中含有編碼一種叫做Cypridina熒光素酶的生物發光蛋白的mRNA。它們通過鼻腔給葯–小鼠吸入塗在鼻孔上的含有納米顆粒的溶液的液滴，以及通過靜脈注射給葯。研究人員對小鼠的鼻子進行了成像並對其血液進行了檢測，發現了大量的生物發光信號。這證明了類似流感病毒的納米粒子有效地將其mRNA有效載荷送入體內的細胞。
研究人員現在正在測試他們的系統，以傳遞治療性mRNA和siRNA有效載荷。