最近发表在《Angewandte Chemie International Edition》杂志上的一篇论文描述了新的mRNA传递纳米粒子。
这项工作解决了药物递送领域的一个主要挑战：将大型生物药物分子安全地送入细胞，并保护它们不受称为内体的细胞器的影响。细胞内这些充满酸的微小囊泡作为屏障，捕获并消化试图进入的大分子。为了使生物治疗剂在进入细胞后能够发挥其作用，它们需要一种方法来逃避内体。
“目前的mRNA传递方法没有非常有效的内体逃逸机制，因此真正被释放到细胞中并显示出效果的mRNA数量非常少。”研究高级作者、加州大学圣迭戈分校雅各布斯工程学院的纳米工程教授张良方（音译）说：“它们中的大部分在被施用时被浪费了。”
实现高效的内体逃逸将改变mRNA疫苗和疗法的“游戏规则”，张良方解释说：“如果你能让更多的mRNA进入细胞，这意味着你可以采取更低剂量的mRNA疫苗，这可以减少副作用，同时达到同样的疗效。它还可以改善小干扰RNA（siRNA）在细胞中的传递，这在某些形式的基因治疗中被使用。”
在自然界中，病毒在逃避内体方面做得非常好。例如，甲型流感病毒在其表面有一种特殊的蛋白质（称为血凝素），当被内体中的酸激活时，触发病毒将其膜与内体膜融合。这就打开了内体，使病毒能够将其遗传物质释放到宿主细胞而不被破坏。
张良方和他的团队开发了模仿流感病毒能力的mRNA传递纳米粒子。为了制造这种纳米粒子，研究人员在实验室里对细胞进行了基因改造，使其在细胞膜上表达血凝素蛋白。然后他们把细胞膜分离出来，把它们分成小块，并把它们涂在由一种可生物降解的聚合物制成的纳米粒子上，这种聚合物内部已经“预装”mRNA分子。
研究人员最终获得的成品是一种类似于流感病毒的纳米粒子，它可以进入细胞，从内体中脱离出来，并释放其mRNA载荷以完成其工作：指示细胞生产蛋白质。
研究人员在小鼠身上测试了这种纳米粒子。这些纳米粒子中含有编码一种叫做Cypridina荧光素酶的生物发光蛋白的mRNA。它们通过鼻腔给药--小鼠吸入涂在鼻孔上的含有纳米颗粒的溶液的液滴，以及通过静脉注射给药。研究人员对小鼠的鼻子进行了成像并对其血液进行了检测，发现了大量的生物发光信号。这证明了类似流感病毒的纳米粒子有效地将其mRNA有效载荷送入体内的细胞。
研究人员现在正在测试他们的系统，以传递治疗性mRNA和siRNA有效载荷。