除了使疫苗更容易耐受外，这种方法还可用于将其他类型的治疗性RNA或DNA直接输送到消化道，这可能使治疗溃疡等胃肠道疾病更容易。

“核酸，尤其是RNA，对降解非常敏感，尤其是在消化道中。克服这一挑战开辟了多种治疗方法，包括通过口服途径接种疫苗，”麻省理工学院卡尔·范·塔塞尔机械工程职业发展助理教授、布莱根妇女医院的胃肠病学家乔瓦尼·特拉弗索说。

在一项新的研究中，特拉弗索和他的同事们表明，他们可以使用他们开发的胶囊在猪胃中输送高达150微克的RNA，这比mRNA Covid疫苗中使用的RNA量还要多。

特拉弗索和麻省理工学院大卫·h·科赫研究所教授、麻省理工学院科赫综合癌症研究所成员罗伯特·兰格是这项研究的资深作者。Alex Abramson博士和麻省理工学院博士后Ameya Kirtane和Yunhua Shi是这项研究的主要作者，该研究发表在今天的杂志上事。

口服给药

几年来，兰格和特拉弗索的实验室一直在开发将药物输送到胃肠道的新方法。2019年，研究人员设计了一种胶囊，在被吞下后，可以将固体药物(如胰岛素)放入胃内壁。

这颗药丸大约有蓝莓那么大，穹顶又高又陡，灵感来自豹纹龟。就像乌龟在仰面翻滚时能够自我矫正一样，胶囊也能够自我定向，这样它的内容物就可以被注射到胃的内壁中。

2021年，研究人员表示，他们可以使用胶囊以液体形式输送单克隆抗体等大分子。接下来，研究人员决定尝试使用胶囊来运送核酸，这也是大分子。

核酸进入人体后容易降解，因此需要由保护颗粒携带。在这项研究中，麻省理工学院的研究小组使用了兰格和特拉弗索实验室最近开发的一种新型聚合物纳米颗粒。

这些可以高效传递RNA的粒子是由一种叫做聚氨基酯的聚合物制成的。麻省理工学院的研究小组先前的工作表明，这些聚合物的分支版本在保护核酸并将其带入细胞方面比线性聚合物更有效。他们还表明，两种聚合物一起使用比一种更有效。

Kirtane说:“我们制作了一个分支，杂化聚(β -氨基酯)库，我们发现其中的铅聚合物比线性库中的铅聚合物表现更好。”“我们现在能做的就是减少我们使用的纳米颗粒的总量。”

为了测试这些颗粒，研究人员首先将它们注射到老鼠的胃里，而不使用输送胶囊。它们传递的RNA编码了一种报告蛋白，如果细胞成功地吸收了这种RNA，就可以在组织中检测到这种报告蛋白。研究人员在小鼠的胃和肝脏中发现了报告蛋白，这表明RNA已经被身体的其他器官吸收，然后被带到肝脏，肝脏过滤血液。

接下来，研究人员将rna -纳米颗粒复合物冷冻干燥，并将其包装到给药胶囊中。与诺和诺德的科学家合作，他们能够在每个胶囊中装载大约50微克的mRNA，并将三个胶囊送入猪的胃中，总共150微克的mRNA。这超过了目前使用的新冠病毒疫苗中mRNA的含量，后者的mRNA含量为30至100微克。

在对猪的研究中，研究人员发现，这种报告蛋白是由胃细胞成功产生的，但在身体的其他部位却没有发现。在未来的工作中，他们希望通过改变纳米颗粒的组成或给予更大的剂量来增加其他器官对RNA的吸收。然而，艾布拉姆森说，也有可能产生强烈的免疫反应，只给胃注射。

“胃肠道中有许多免疫细胞，刺激胃肠道的免疫系统是一种已知的产生免疫反应的方式，”他说。

免疫激活

研究人员现在计划研究他们是否可以通过使用他们的胶囊递送mRNA疫苗来产生全身免疫反应，包括激活B细胞和T细胞。这种方法还可以用于创建针对胃肠道疾病的靶向治疗方法，这些疾病很难通过传统的皮下注射来治疗。

艾布拉姆森说:“当你通过静脉注射或皮下注射进行全身输送时，瞄准胃并不容易。”“我们认为这是一种治疗胃肠道疾病的潜在方法。”

该研究由诺和诺德、美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会研究生研究奖学金计划、美国PhRMA基金会博士后奖学金、布莱根妇女医院胃肠病学部门和麻省理工学院机械工程系资助。

该论文的其他作者有Grace Zhong, Joy Collins, Siddartha Tamang, Keiko Ishida, Alison Hayward, Jacob Wainer, Netra Unni Rajesh, Xiaoya Lu, Yuan Gao, Paramesh Karandikar, Tang, Aaron Lopes, Aniket Wahane, Daniel Reker, Morten Revsgaard Frederiksen和Brian Jensen。