新的递送技术可以快速治疗炎症

一组工程师开发了一种新的RNA递送技术，使用短爆发超声，以有效地将RNA递送到细胞中，减少结肠炎症。

MIT和Brigham和女性医院的研究人员已经证明，它们可以使用将RNA推进到细胞中的超声波突发，有效地向结肠细胞提供RNA的链。使用这种方法，研究人员显着地拒绝了在小鼠中产生炎症性肠病（IBD）的蛋白质的产生。

“我们在本文中所看到的是超声波可以实现这些分子的快速交付，”麻省理工学院综合癌症研究所和研究领先作者的博士后，Carl Schoellhammer说。“在这种情况下，我们正在关闭促炎分子，我们看到这些蛋白质的巨大敲低。”

将核酸如RNA递送至细胞以抑制或促进靶蛋白是一种稳定性，但递送到正确目的地的潜力的策略已经证明有挑战性。研究人员证明了一种简单的方法，不需要配方或封装RNA，并且他们认为它们的技术可以应用于治疗其他胃肠道（GI）疾病以及身体的其他部位的疾病。

“具有提供大量这种材料的能力，该材料不会以任何方式进行修改，真正开辟了对患者的积极影响的可能性，”Koch Institute和A的研究联盟公司Giovanni Traverso说Brigham和妇女医院的胃肠学家和生物医学工程师。

Traverso和Robert Langer，MIT和Koch Institute的一名秘书处的David H. Koch Institute教授是本文的高级作者，它出现在胃肠学杂志中。

由超声波推动

2015年，同一研究团队报告使用超声波增强药物向GI道提供。然后，研究人员将其视线设定在递送核酸如RNA上，这些核酸远远大得多于其先前研究中使用的小分子药物。RNA分子在Gi沟中迅速降解，并且更具挑战性，因为RNA必须进入细胞以具有效果。

科学家对递送RNA至细胞非常感兴趣，因为称为短干扰RNA（siRNA）的RNA片段可用于关闭特定基因。然而，因为RNA如此容易发生在GI道中，大多数促进它的努力将其集中于将其包装成颗粒或合成耐核性抗性形式以保护其免于降解。

在这项研究中，研究人员发现它们不需要对RNA的保护涂层或专门化学修饰，因为超声波将其护送到细胞中如此迅速。

超声波通过称为瞬态空化的现象将药物和其他分子（如RNA）浸润成细胞。在低频时，超声波在解决方案中产生微小的气泡，当这些气泡爆裂时，它们会产生将药物或RNA推入细胞中的微小喷气机。

研究人员使用这种方法来提供短链的RNA，阻止炎症蛋白的产生，称为肿瘤坏死因子α（TNF），在α具有结肠炎的小鼠中，一种IBD。

在水溶液中通过灌肠递送未改性的RNA至结肠。同时，研究人员使用了一个小探头来提供0.5秒的超声波爆发，频率范围为20至100千赫兹。

接受RNA以及超声波的小鼠经历了七倍的TNF水平降低了七倍，并α且它们的炎症几乎消失了。超声暴露没有产生任何不良副作用。正如预期的那样，单独给药的RNA没有任何影响。

研究人员还表明，它们可以使用这种方法来传递比siRNA大的信使RNA（mRNA）和编码蛋白质编码基因。在这项研究中，研究人员赋予生物发光的萤火虫基因，以证明该技术的潜在适用性。在未来，该方法可用于诱导细胞以产生蛋白质，例如可以帮助由酶缺陷引起的疾病患者的酶。

IcAhn医学院胃肠学系的胃肠学和西奈山卫生系统的胃肠学院长的布鲁斯沙子表示，这种方法可以具有广泛的GI疾病。

“这种方法具有通过允许减少有效剂量和全身暴露的抗扰电流靶标的功效和安全性，例如TNF的疗效和安全性。然而，需要进行许多额外的作品，以使超声介导的基于RNA的疗法递送到实际临床应用程序，“桑德斯说，他不参与研究。

潜在的目标

研究人员组建了一家名为Suono Bio的公司，进一步发展该技术，他们期望IBD影响大约160万美国人，成为他们的第一个目标之一。

“这些患者没有那么多种治疗选择，”Traverso说。“递送RNA的能力基本上为潜在目标的整个基因组开放。”

研究人员可以使用这种方法来快速测试可能的siRNA目标，因为它不需要花费大量时间开发如何打包RNA进行交付。

“现在你可以拿走RNA股，而没有做任何配方，你可以立即把它放入动物，打击该目标，并获得读出对疾病有何影响的读数，”赢得2016年毕业生在大学发明人竞争和2015年Lemelson-Mit学生奖的金牌。

研究人员现在正在研究小型化装置，该装置将在储层中携带药物或RNA，并且还发出超声波，以递送到胃或胃肠道的其他部分。

“最终我们认为我们将达到一个完全可摄取的胶囊，以便几乎任何东西的口头交付，”Schoellhammer说。

该研究得到了国家卫生研究院，最大普朗克研究奖，以及Koch Institute Quinquennial癌症研究奖学金。

出版物：Carl M.Schoellhammer等，“超声介导的RNA递送RNA，生命小鼠的结肠粘膜”，2017年胃肠学; DOI：10.1053 / J.Gastro.2017.01.002