Medicin kan hjälpa till att behandla vissa sjukdomar; antibiotika kan till exempel hjälpa till att övervinna infektioner, men ett nytt, lovande medicinområde innebär att vår kropp får "ritningen" för hur man kan besegra sjukdomar på egen hand.
mRNA-terapi är leverans av budbärar-RNA (mRNA)-molekyler till kroppen, som cellmaskineriet kan använda för att tillverka specifika proteiner. Fältet går snabbt framåt, särskilt eftersom mRNA-vacciner har visat sig vara framgångsrika mot COVID-19. Emellertid har leveransen av dessa konstruerade mRNA till ett specifikt organ visat sig utmanande.
Nu har ett team vid Tokyo Medical and Dental University (TMDU) visat att beläggning av de konstruerade mRNA:erna med en molekyl som kallas polyetylenglykol, eller PEG, tillåter deras leverans selektivt till mjälten. Forskningen är publicerad i tidskriften Small Science .
Konstruerade mRNA har förpackats i strukturer som kallas polyplexer för leverans till kroppen. Polyplexstrukturerna tillåter mRNA att förbli stabila medan de är utanför cellerna och att frigöras på ett kontrollerat sätt när de väl är inne i cellerna. Väl inne används mRNA av cellulära maskiner för att producera proteiner som är naturligt dysfunktionella eller frånvarande.
Utan modifiering tenderar polyplexerna att ackumuleras i lungorna, eftersom de efter injektion i blodet snabbt fastnar vid varandra och omgivande proteiner och celler och fastnar i lungans blodkärl. Behandling av polyplexer med PEG, en process som kallas "PEGylering", förhindrar dem från att klibba ihop; dock är det mycket svårt att applicera PEG på ett kontrollerat, konsekvent sätt på polyplexytan.
Teamet vid TMDU har utvecklat en ny metod för PEGylering, där mRNA:n hybridiseras till PEG-molekyler innan polyplexen bildas. Med denna metod binds nästan alla PEG-strängar som blandas in i reaktionen till polyplexen, vilket ger mycket större kontroll över den slutliga mängden PEG på polyplexytan.
Med hjälp av en musmodell fann teamet att mängderna och längderna av PEG-molekylerna signifikant påverkade hur väl mRNA-terapin fungerade. Ett litet antal korta PEG-molekyler förhindrade ackumulering av de konstruerade mRNA:erna i lungorna, vilket underlättade effektiv leverans till mjälten. Detta tillvägagångssätt har visat användbarhet i mRNA-vacciner.
"Vår nya metod tillåter finjustering av mängden PEGylering av mRNA-polyplexer", förklarar seniorförfattaren Dr. Satoshi Uchida, "vilket i sin tur tillåter kontroll av de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos polyplexen och därmed deras biologiska funktionalitet."
mRNA-teknologin har en bred potential för att behandla många sjukdomar som tidigare ansetts obotliga, såväl som för utveckling av nya cancerbehandlingar och vacciner. Utvecklingen av denna innovativa teknik banar väg för betydande framsteg i den terapeutiska användningen av mRNA-polyplex, med långtgående potentiella konsekvenser för människors hälsa.
Mer information: Miki Suzuki et al, Poly(etylenglykol) (PEG)–OligoRNA-hybridisering till mRNA möjliggör finjusterad polyplex-PEGylering för mRNA-tillförsel av mjälte, Small Science (2024). DOI:10.1002/smsc.202300258
Tillhandahålls av Tokyo Medical and Dental University
