放大RNA潜力:麻省理工学院的工程师设计了更强大的疫苗

【字体: 时间:2023年09月26日 来源:Nature Biomedical Engineering

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  针对COVID-19的RNA疫苗已被证明可有效降低疾病的严重程度。然而,麻省理工学院的一组科学家正在努力使它们变得更好。通过调整疫苗的设计,研究人员表明,他们可以在小鼠中以较低的剂量产生更强的免疫反应的COVID-19 RNA疫苗。

  

针对COVID-19的RNA疫苗已被证实能有效降低疾病的严重程度。然而,麻省理工学院一组科学家正在努力研发出一种更出色的RNA疫苗。通过调整疫苗设计,他们发现,以较低的剂量在老鼠中便能产生更强的免疫反应的COVID-19 RNA疫苗。

麻省理工学院的研究小组尝试了两种策略来增强免疫反应。首先,他们采取了免疫刺激分子——C3d,其是免疫反应的一部分,也就是补体系统。这组蛋白质帮助身体抵抗感染,而C3d的作用是与抗原结合并增强对这些抗原的抗体反应。他们设计mRNA来编码C3d蛋白与抗原融合,从而这两种成分在接受疫苗的细胞中作为一种蛋白质产生。

其次,研究人员修改了用于递送RNA疫苗的脂质纳米颗粒。这些脂质纳米颗粒不仅帮助RNA递送,还从本质上刺激了更强的免疫反应。研究人员还创建了一个包含480种不同化学类型的脂质纳米颗粒的文库。所有这些都是“可电离”的脂质,当它们进入酸性环境时会带正电。通过测试这个文库,研究人员发现了能改善纳米颗粒反应的化学物质。

研究人员在小鼠身上测试了他们的新疫苗,其中包括RNA编码的C3d和从他们的文库筛选中鉴定出的性能最高的可电离脂质。他们发现,注射这种疫苗的小鼠产生的抗体是注射无佐剂的新冠病毒RNA疫苗的小鼠的10倍。新疫苗还引起了T细胞的更强烈反应,T细胞在对抗SARS-CoV-2病毒中起着重要作用。研究人员认为,目前正在开发的其他类型的RNA疫苗,包括癌症疫苗,可以通过加入类似的免疫刺激特性来提高其有效性。

第一次证明,通过设计RNA和它的运载工具可以协同促进免疫反应。考虑到上呼吸道黏膜纤毛毯屏障带来的挑战,这促使我们研究鼻内给药这种新的RNA疫苗平台的可行性。

当研究人员通过鼻内注射疫苗时,他们在老鼠身上观察到强烈的免疫反应。如果研制出用于人体的鼻内疫苗,可能会增强对感染的保护作用,因为它会在鼻腔和肺部的黏膜组织内产生免疫反应。

这组研究人员表示,由于自我佐剂疫苗在较低剂量下引起更强的反应,这种方法也可以帮助降低疫苗剂量的成本,这可能使更多的人受益,特别是在发展中国家。

目前正在探索这种自我调节平台是否也有助于增强其他类型RNA疫苗的免疫反应,包括癌症疫苗。研究人员还计划与医疗保健公司合作,在更大的动物模型上测试这些新疫苗配方的有效性和安全性,希望最终能在患者身上进行测试。

参考文献:“Enhancing the immunogenicity of lipid-nanoparticle mRNA vaccines by adjuvanting the ionizable lipid and the mRNA” by Bowen Li, Allen Yujie Jiang, Idris Raji, Caroline Atyeo, Theresa M. Raimondo, Akiva G. R. Gordon, Luke H. Rhym, Tahoura Samad, Corina MacIsaac, Jacob Witten, Haseeb Mughal, Taras M. Chicz, Yue Xu, Ryan P. McNamara, Sangeeta Bhatia, Galit Alter, Robert Langer and Daniel G. Anderson, 7 September 2023, Nature Biomedical Engineering.

              

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