Таблетка вместо иголки
Терапевтические препараты и вакцины на основе нуклеиновых кислот, в том числе вакцина против COVID-19, доступны только в виде инъекционных препаратов, поскольку эти молекулы не могут пережить прохождение через желудочно-кишечный тракт. Инъекционные препараты часто приводят к низкой приверженности пациентов к лечению, поскольку вызывают дискомфорт и требуют квалифицированного специалиста для введения.
Исследователи Массачусетского технологического института разработали капсулу, которая может прикрепляться к слизистой оболочке желудка и высвобождает РНК-вакцину. Этот подход также может быть использован для доставки других лекарств на основе РНК или ДНК непосредственно в пищеварительный тракт, что может облегчить лечение желудочно-кишечных расстройств. Исследователи показали, что могут использовать разработанную ими капсулу для доставки в желудок свиней до 150 микрограммов РНК – больше, чем количество, используемое в мРНК вакцинах против Covid.
В 2019 году группа разработала капсулу, которая может помещать сухое содержимое, в 2021 году они создали капсулу для доставки больших молекул, таких как моноклональные антитела, в жидкой форме. Теперь исследователи попробовали использовать капсулу для доставки нуклеиновых кислот, которые также являются крупными молекулами.
Нуклеиновые кислоты подвержены деградации при попадании в организм, поэтому их необходимо переносить защитными частицами. Для этого исследования группа Массачусетского технологического института использовала новый тип полимерных наночастиц из поли(бета-аминоэфиров). Предыдущая работа показала, что разветвленные версии этих полимеров более эффективны в защите нуклеиновых кислот при попадании в клетки, в отличие от линейных, а совместное использование обоих этих полимеров еще более эффективно. Это позволит уменьшить общее количество наночастиц, которые необходимо ввести.
Чтобы испытать частицы, исследователи сначала ввели их в желудки мышей, не используя капсулу для доставки. Содержащаяся в них РНК кодирует репортерный белок, который может быть обнаружен, если она успешно встроится в клетки. Исследователи обнаружили репортерный белок в желудке, а также печени мышей, что позволяет предположить, что РНК попала в клетки других органов тела, а затем перенесена в печень, которая фильтрует кровь.
Затем исследователи сублимировали комплексы РНК-наночастиц и упаковали их в капсулы для доставки лекарств. Они смогли загрузить около 50 микрограммов мРНК в одну капсулу и ввели по три капсулы в желудок свиней – в общей сложности 150 микрограммов мРНК. Это больше, чем количество мРНК в используемых в настоящее время инъекционных вакцинах против Covid, содержащих от 30 до 100 микрограммов мРНК. Репортерный белок успешно вырабатывался клетками желудка, но отсутствовал в других органах. В будущей работе исследователи надеются увеличить поглощение РНК другими органами за счет изменения состава наночастиц или введения больших доз. Однако, как надеются авторы, сильный иммунный ответ может быть вызван и при доставке только в желудок. В желудочно-кишечном тракте много иммунных клеток, и их стимуляция является известным способом создания иммунного ответа.
Исследователи планируют изучить, могут ли они сгенерировать системный иммунный ответ, включая активацию В- и Т-клеток, путем доставки мРНК-вакцин с помощью новой капсулы. Этот подход также может быть использован для создания новых методов лечения желудочно-кишечных заболеваний, которые трудно поддаются терапии с помощью инъекций.
Статья Abramson et al. Oral mRNA delivery using capsule-mediated gastrointestinal tissue injections опубликована в журнале Matter.
Аминат Аджиева, портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru по материалам MIT: Making RNA vaccines easier to swallow.