Sars-Cov-2: Ομάδα ερευνητών ανέπτυξε ένα εισπνεύσιμο εμβόλιο που προστατεύει με επιτυχία από τον ιό Sars Cov-2. Ανοίγει επίσης την πόρτα για την παροχή άλλων θεραπευτικών ουσιών αγγελιοφόρου RNA (mRNA) για θεραπεία γονιδιακής αντικατάστασης και άλλες θεραπείες στους πνεύμονες. Τα αποτελέσματα της μελέτης, με επικεφαλής τον καθηγητή Mark Saltzman, δημοσιεύονται στο Science Translational Medicine. Για το εμβόλιο, οι ερευνητές έδειξαν ότι δύο ενδορινικές δόσεις της θεραπείας, που γίνεται με νανοσωματίδια τα οποία φέρουν mRNA του εμβολίου COVID, είναι αποτελεσματικές σε ποντίκια.
Αποδεικνύεται επίσης ότι ένα εισπνεύσιμο σύστημα χορήγησης επιτρέπει την ελάχιστα επεμβατική και στοχευμένη στον πνεύμονα χορήγηση mRNA, η οποία μπορεί ενδεχομένως να εφαρμοστεί για πολυάριθμες πνευμονικές παθήσεις εκτός από τον ιό Sars-Cov-2. Πρόκειται για μια σημαντική πρόοδο, δεδομένου ότι οι επιστήμονες είχαν πρόβλημα να δημιουργήσουν θεραπείες mRNA με στόχο τον πνεύμονα. Συνήθως, αυτές οι θεραπείες είχαν χαμηλή αποτελεσματικότητα διαμόλυνσης – δηλαδή, μόνον ένα μικρό κλάσμα των χορηγούμενων νουκλεϊκών οξέων καταφέρνει να εισέλθει στα κύτταρα που οδηγούν στην έκφραση της κωδικοποιημένης πρωτεΐνης. Επίσης, στο παρελθόν, τα νανοσωματίδια που μεταφέρουν το mRNA έχουν προκαλέσει φλεγμονή και άλλα προβλήματα. Η ομάδα Saltzman ξεπέρασε εν μέρει αυτό το εμπόδιο, χρησιμοποιώντας ένα νανοσωματίδιο από πολυπλέγματα πολυ(αμινο-κο-εστέρα) ή PACE, ένα βιοσυμβατό και εξαιρετικά προσαρμόσιμο πολυμερές. Ο Saltzman συνεργάστηκε προηγουμένως με το εργαστήριο της Akiko Iwasaki, καθηγήτριας Ανοσολογίας Sterling, σε αυτό που η Iwasaki αποκαλεί “prime and spike” σύστημα χορήγησης εμβολίου COVID. Το “πρωτεύον” μισό του συστήματος περιλαμβάνει ενέσεις του εμβολίου mRNA σε έναν μυ – η ένεση που έχουν ήδη λάβει εκατομμύρια άνθρωποι. Αυτοί οι εμβολιασμοί ακολουθήθηκαν με τις γνωστές πρωτεΐνες spike ή spike mRNA που προέρχονται από τον κορωνοϊό και ψεκάζονται απευθείας στη μύτη. Στη νέα τους μελέτη, οι ερευνητές έδειξαν ότι η ένεση δεν είναι απαραίτητη για να παρέχει προστασία. “Στη νέα έκθεση, δεν υπάρχει ενδομυϊκή ένεση”, δήλωσε ο Saltzman, καθηγητής του Ιδρύματος Goizueta στη Βιοϊατρική Μηχανική, τη Χημική και Περιβαλλοντική Μηχανική και τη Φυσιολογία. “Δώσαμε απλώς δύο δόσεις, μια αρχική και μια ενισχυτική, ενδορρινικά, και πήραμε μια εξαιρετικά προστατευτική ανοσολογική απόκριση. Αλλά δείξαμε επίσης ότι, γενικά, μπορείτε να παραδώσετε διαφορετικά είδη mRNA. Έτσι, δεν είναι καλό μόνο για ένα εμβόλιο, αλλά ενδεχομένως και για θεραπεία γονιδιακής αντικατάστασης σε ασθένειες όπως η κυστική ίνωση και η γονιδιακή επεξεργασία.
Χρησιμοποιήσαμε ένα παράδειγμα εμβολίου για να δείξουμε ότι λειτουργεί, αλλά ανοίγει την πόρτα για να κάνουμε όλα αυτά τα άλλα είδη παρεμβάσεων”. Χωρίς το προστατευτικό περίβλημα των νανοσωματιδίων, το mRNA θα αλλοιωνόταν γρήγορα μέσα στο σώμα. Ωστόσο, η ανάπτυξη ενός νανοσωματιδίου για στοχευμένες θεραπείες στους πνεύμονες ήταν δύσκολη. Άλλες προσπάθειες για την ανάπτυξη ενός εισπνεύσιμου συστήματος χορήγησης mRNA συνάντησαν εμπόδια λόγω του τύπου του υλικού που χρησιμοποιήθηκε για τα νανοσωματίδια. “Ήταν μια πρόκληση να προσπαθήσουμε να πάρουμε τα συστήματα μεταφοράς εμβολίων με λιπιδικά νανοσωματίδια και να τα κάνουμε ενεργά και μέσω της μύτης”, δήλωσε ο Saltzman. “Ένα από τα πλεονεκτήματα που έχουμε είναι ότι το πολυμερές PACE που χρησιμοποιούμε φαίνεται να είναι πολύ πιο ήπιο και πολύ καλύτερα ανεκτό στον πνεύμονα από ό,τι τα λιπιδικά νανοσωματίδια”. Μια προηγούμενη μελέτη από το εργαστήριο Saltzman χαρακτήρισε πολυμερή PACE με διάφορες χημικές τελικές ομάδες. “Υπάρχουν πολλές χημικές ομάδες που διέπουν την αποτελεσματικότητα της διαμόλυνσης του mRNA και επιλέξαμε τους κορυφαίους υποψηφίους και στη συνέχεια τους δοκιμάσαμε για την εργασία μας”, δήλωσε ο Hee Won Suh, αναπληρωτής ερευνητής στο εργαστήριο Saltzman και συν-συγγραφέας της δημοσίευσης. Πρόκειται για μια διαδικασία που χρειάστηκε αρκετή δοκιμή και λάθη. “Έχουμε κατευθυντήριες αρχές σχεδιασμού, αλλά δεν ήταν απόλυτα κατανοητό ποια διατύπωση θα ήταν η καλύτερη”, δήλωσε η Alexandra Suberi, διδακτορική φοιτήτρια στο εργαστήριο Saltzman και κύρια συγγραφέας της δημοσίευσης. “Ελέγξαμε σκευάσματα με διαφορετικές δομές αμίνης και περιεκτικότητα σε πολυαιθυλενογλυκόλη για να βρούμε ένα σκεύασμα που θα λειτουργούσε καλά στα κύτταρα των πνευμόνων. Τόσο η τελική ομάδα όσο και η περιεκτικότητα σε PEG είχαν μεγάλη επίδραση στην έκφραση των πρωτεϊνών”. Το επόμενο βήμα, λένε οι ερευνητές, είναι να δοκιμαστεί το σύστημα διανομής για άλλες θεραπευτικές εφαρμογές.
