最近的信使rna技术的进步,加速了COVID-19大流行,马克治疗医学革命的开始。

信使RNA或信使RNA首次发现于1961年。半个多世纪之后,世界上第一个信使核糖核酸疫苗COVID-19获得紧急批准在几个国家——只有11个月后基因组序列的SARS-CoV-2被释放了。

”之间的信使rna作为垫脚石DNA和蛋白质的行为在我们的细胞,”描述安娜Blakney英属哥伦比亚大学的助理教授,温哥华。“它携带的遗传代码中,细胞的蛋白质合成机制”。

传统的疫苗使用病毒蛋白片段或减弱病毒来训练我们的免疫系统。然而,关键成分BNT162b2 (BioNTech /辉瑞)和信使rna - 1273(现代化)COVID-19疫苗而不是信使rna编码的蛋白质,使冠状病毒进入细胞。

“细胞注射部位的信使rna,并开始使病毒蛋白,显示其表面,”解释道约翰·库克部门的主席心血管科学和医学中心主任RNA治疗休斯顿卫理公会研究所。“我们的免疫系统识别为异常,开始回应。”

全世界几十亿人已经收到了COVID-19信使核糖核酸疫苗。但是这种改变游戏规则的技术的潜在应用远远超出预防性疫苗——承诺新一波的RNA-based疗法帮助解决各种各样的疾病。

改变游戏规则的技术

几十年来研究人员一直在研究mRNA疫苗做出重要发现,支撑技术的快速部署打击COVID-19大流行。以前,脆弱的安全、高效交付mRNA分子进入细胞已被证明是一个成功的主要障碍的方法。此问题的解决方案来自保护小气泡的脂肪——的发展脂质纳米粒子或现况,作为输送系统。

Blakney兴奋地说,“这是一个重大突破。“这意味着我们不需要交付克mRNA因为流程效率是如此。”

的发现修改的构建块在我们RNA——帮助其逃避免疫检测也是重要的。这两个BNT162b2和信使rna - 1273 COVID-19疫苗将假尿苷,帮助提高合成mRNA的稳定性和住所的免疫系统。

虽然两种COVID-19 mRNA疫苗的批准在几天内彼此标志着一个重要的里程碑,有持续的挑战,仍然需要被克服。并非最不重要的是,两种疫苗依靠一系列昂贵的温控运输和存储,创建壁垒周围分布,特别是偏远地区缺乏可靠的电力和制冷。赌欧洲杯赔率

“大流行出现之时,我们没有达到确保这些疫苗耐储存很长一段时间,“Blakney说。“这并不是一个优先级,因为我们只是需要让他们先工作。”

以及开发疫苗配方mRNA严格的温度要求较低,另一个巨大的首要任务是设法降低剂量,以减少不必要的副作用的风险,包括手臂酸痛或类似流感的症状。

“在大流行的背景下,感觉病了短时间内是一个大多数人都愿意妥协,“州Blakney。“但他们可能不想冒这个险更多常规注射。”

Blakney的团队正致力于下一代的核糖核酸疫苗旨在实现这一目标——使用self-amplifying RNA (saRNA),可以复制本身一旦细胞内。在他们的实验中,他们已经表明它可能是可以使用低剂量的一百倍saRNA与标准的信使rna。

除了疫苗

一个信使核糖核酸疫苗平台的主要优点是它的灵活性——每次可以使用相同的配方,添加只有一个独特的组件:一个信使rna序列所需的蛋白质。

“只有大约两天设计一种新的信使核糖核酸疫苗,只要你知道哪些蛋白质需要目标,“Blakney说。

科学家们正在加大力度开发mRNA其他传染性疾病——从季节性流感疫苗艾滋病毒和疟疾。但是可能性扩展更严格的预防疫苗。

“RNA治疗要彻底改变医学因为有太多机会改善疾病,”库克预言。“你可以让信使rna编码的蛋白质在体内,提供了许多潜在的新疗法。”

看似无尽的可能性包括使用信使rna来取代错误的或缺乏蛋白质,或帮助免疫系统对抗癌症。甚至有诱人的机会mRNA-based体内产生治疗性抗体的方法——绕过需要生产和提供这些治疗蛋白质格式。

但是寿命很短的合成目前mRNA在人体内释放技术的全部潜力的障碍。一旦进入细胞,线性分子容易降解酶。

“RNA将持续几个小时,它编码的蛋白质可能会持续几天,然后就消失了,”库克说。“虽然足够的疫苗,这是一个问题,如果你想有更持久的影响。”

可以使用一个潜在的解决方案圆形的rna (circRNAs),这是不同寻常的稳定缺乏开放结束防止酶促降解。

“在我们的节目,我们发现环状RNA可以持续几天,”库克说。

有针对性的方法

针对RNA-based治疗体内特定的地方也证明的一个主要障碍。

“如果你注射mRNA脂质纳米粒配方中肌内或皮下注射,这就是RNA,”库克说。“如果是静脉注射,它主要是肝脏和保持有——这是伟大的如果你治疗肝脏疾病,但如果你想达到其他器官。”

研究人员正在探索各种不同的方法针对不同器官的RNA。例如,库克的团队正在开发的方式交付RNA-based疗法进入心脏,如直接进入心包或心脏的静脉系统通过颈静脉。

针对信使rna特异性免疫细胞可以帮助改善癌症免疫疗法——一种嵌合抗原受体(汽车)t细胞疗法。治疗包括切除病人的T细胞从血液通过添加一个受体的基因和修改他们,帮助他们更好地识别癌细胞。设计汽车然后给病人,促进t细胞免疫系统的能力应对他们的疾病。

说:“这是一个非常复杂的过程,”库克。“如果你可以注入信使rna编码的目标受体T细胞,它将提供一种更简单的方式治疗病人的。”

在最近的一项研究中,研究人员成功地生成瞬时车体内T细胞完全注入修改mRNA在脂质纳米粒子目标T细胞。能够生产汽车T细胞在人体内使用信使rna可能有几个治疗各种疾病的治疗应用。

一个在医学新时代

COVID-19 mRNA疫苗的临床成功把技术成为人们关注的焦点。

“在大流行之前,它被视为一个高风险的技术,因为没人做过第三期临床试验,“Blakney说。“但我们现在看到他们有良好的效率和安全性配置文件,已经完全改变了。”

门现在是开放发展的一系列新的下一代RNA-based疗法有可能取代现有的疗法或提供治疗目前棘手的疾病。

“这是一个新的箭颤抖,“库克兴奋地说。“这个领域将继续增长,为病人提供许多革命性的新疗法。”