一些Covid-19疫苗安全有效地使用脂質(zhì)納米顆粒(LNPs)將信使RNA傳遞到細胞。麻省理工學院的一項新研究表明，不同的納米顆粒可以用于潛在的阿爾茨海默病(AD)治療。在多種小鼠模型和培養(yǎng)的人類細胞的測試中，一種新定制的LNP配方有效地將小干擾RNA (siRNA)傳遞到大腦的小膠質(zhì)細胞免疫細胞，以抑制與阿爾茨海默病過度炎癥相關的蛋白質(zhì)的表達。
在先前的一項研究中，研究人員表明，阻斷PU.1蛋白活性的后果有助于減少阿爾茨海默病相關的神經(jīng)炎癥和病理。發(fā)表在《Advanced Materials》雜志上的新研究結(jié)果(影響因子29.4)通過直接抑制編碼PU.1的Spi1基因的表達，實現(xiàn)了炎癥的減少。更廣泛地說，這項新研究還展示了一種將RNA傳遞到小膠質(zhì)細胞的新方法，這是迄今為止難以定位的。
該研究的資深作者、皮考爾神經(jīng)科學教授、皮考爾學習、記憶和衰老腦倡議研究所所長Li-Huei Tsai說，她假設LNPs可能是將siRNA帶入小膠質(zhì)細胞的一種方式，因為清除大腦廢物的細胞有很強的吸收脂質(zhì)分子的傾向。她與David Koch研究所教授Robert Langer討論了這個問題，Robert Langer因其在納米顆粒藥物遞送方面的開創(chuàng)性工作而聞名，他們決定用LNPs遞送的siRNA來測試降低PU.1表達的想法。
“我仍然記得那天，我要求與鮑勃會面，討論測試LNPs作為靶向炎性小膠質(zhì)細胞的有效載荷的想法，”腦與認知科學系的教員Tsai說。“我非常感謝JPB基金會在沒有任何初步證據(jù)的情況下支持這一想法。”
蘭格實驗室的研究生Jason Andresen和Tsai實驗室前博士后William Ralvenius領導了這項工作，他們是這項研究的共同主要作者。Owen Fenton曾是蘭格實驗室的博士后，現(xiàn)在是北卡羅來納大學Eshelman藥學院的助理教授，他與Tsai和Langer共同通訊作者。Langer是化學工程、生物工程和科赫綜合癌癥研究所的教授。
完善一個粒子
測試siRNA是否可以治療性地抑制PU.1表達的最簡單方法是使用一種已經(jīng)可用的傳遞裝置，但該研究的第一個發(fā)現(xiàn)是，在實驗室中，8種市售試劑中沒有一種可以安全有效地轉(zhuǎn)染培養(yǎng)的人類小膠質(zhì)樣細胞。
相反，團隊必須優(yōu)化LNP來完成這項工作。LNPs有四種主要成分，通過改變其中兩種的結(jié)構，以及改變脂質(zhì)與RNA的比例，研究人員能夠提出七種配方進行嘗試。重要的是，他們的測試包括在培養(yǎng)的小膠質(zhì)細胞上試驗他們的配方，這些小膠質(zhì)細胞已經(jīng)被誘導進入炎癥狀態(tài)。畢竟，在這種狀態(tài)下，所提議的治療方法是必要的。
在7個候選候選物中，研究小組命名為“MG-LNP”的候選物因其特別高的遞送效率和測試RNA貨物的安全性而脫穎而出。
在培養(yǎng)皿中起作用的東西有時在活體中不起作用，所以研究小組接下來在老鼠身上測試了他們的LNP配方的有效性和安全性。他們測試了兩種不同的注射方法，體內(nèi)注射或腦脊液(CSF)注射，發(fā)現(xiàn)腦脊液注射確保了更大的靶向小膠質(zhì)細胞的效果，而不會影響其他器官的細胞。在7種制劑中，MG-LNP再次證明轉(zhuǎn)染小膠質(zhì)細胞最有效。蘭格說，他相信有一天，這可能會為用納米粒子治療某些腦部疾病開辟新的途徑。
靶向治療
一旦他們知道MG-LNP可以在人類細胞培養(yǎng)和小鼠中向小膠質(zhì)細胞傳遞測試貨物，科學家們就測試了是否使用它來傳遞抑制PU.1的siRNA可以減少小膠質(zhì)細胞的炎癥。在細胞培養(yǎng)中，相對較低的劑量使PU.1的表達減少了42%(這很好，因為小膠質(zhì)細胞至少需要一些PU.1才能存活)。MG-LNP轉(zhuǎn)染確實沒有對細胞造成任何傷害。它還顯著降低了PU.1在小膠質(zhì)細胞中表達增加的基因的轉(zhuǎn)錄，表明它可以降低多種炎癥標志物。
在所有這些指標和其他指標中，MG-LNP的表現(xiàn)都優(yōu)于一種名為RNAiMAX的市售試劑，科學家們對RNAiMAX進行了平行測試。
“這些發(fā)現(xiàn)支持使用MG-LNP介導的抗PU.1。siRNA遞送作為神經(jīng)炎性疾病的潛在治療方法，”研究人員寫道。
最后一組測試評估了MG-LNP在兩種大腦炎癥小鼠模型中傳遞siRNA的性能。在其中一個實驗中，小鼠暴露于LPS，一種模擬感染并刺激全身炎癥反應的分子。在另一個模型中，當一種名為CDK5的酶被一種名為p25的蛋白質(zhì)過度激活時，小鼠表現(xiàn)出嚴重的神經(jīng)變性和炎癥。
在兩種模型中，注射攜帶抗PU.1的MG-LNPs。1 siRNA降低了PU.1和炎癥標志物的表達，與培養(yǎng)的人類細胞非常相似。
MG-LNP輸送抗PU.1。siRNA可以潛在地用于全身性炎癥小鼠和ad樣神經(jīng)炎癥的CK-p25小鼠模型的抗炎治療，”科學家們總結(jié)道，稱這些結(jié)果為“原理證明”。在對人類患者進行試驗之前，還需要進行更多的測試。
Nanoparticle-mediated Delivery of Anti-PU.1 Sirna via Localized Intracisternal Administration Reduces Neuroinflammation
（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2023-12） | 
