Η χελώνα-λεοπάρδαλη δίνει ιδέες για εμβόλια χωρίς ένεση

Ένα από τα εμπόδια που αντιμετωπίζουν κάποιοι που θέλουν, όμως δεν έχουν εμβολιαστεί ακόμη, είναι ότι τα περισσότερα εμβόλια, όπως και τα εμβόλια RNA πρέπει να γίνονται με ένεση.

Για αυτούς που φοβούνται τις βελόνες, μια ομάδα ερευνητών του MIT έχει βρει τον τρόπο για να μεταφέρει RNA σε μια κάψουλα που μπορεί κάποιος να την καταπιεί, ελπίζοντας να λύσουν το συγκεκριμένο πρόβλημα.

Η περίπτωση αυτή μπορεί να διευκολύνει επίσης και άλλες θεραπείες RNA ή DNA απευθείας στην πεπτική οδό, διευκολύνοντας για παράδειγμα τη θεραπεία γαστρεντερικών διαταραχών όπως τα έλκη.

«Τα νουκλεϊκά οξέα, ιδιαίτερα το RNA, μπορεί να είναι εξαιρετικά ευαίσθητα στην αποικοδόμηση ιδιαίτερα στον πεπτικό σωλήνα. Η υπέρβαση αυτής της πρόκλησης ανοίγει πολλαπλές προσεγγίσεις σε θεραπείες, συμπεριλαμβάνοντας επίσης και τον πιθανό εμβολιασμό από το στόμα», επισημαίνει ο Τζιοβάνι Τραβέρσο, Επίκουρος Καθηγητής Μηχανολόγων Μηχανικών στο MIT και γαστρεντερολόγος στο Brigham and Women’s Hospital.

Στο πλαίσιο μελέτης του που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Matter, ο Τραβέρσο και οι συνεργάτες του χρησιμοποίησαν μια ειδική κάψουλα, την οποία ανέπτυξαν για να χορηγήσουν στο στομάχι χοίρων, μια ποσότητα έως και 150 μικρογραμμάρια RNA – σαφώς μεγαλύτερη από την ποσότητα που χρησιμοποιείται στα εμβόλια mRNA για την Covid.

Ο Τζιοβάνι Τραβέρσο και ο Ρόμπερτ Λάνγκερ, καθηγητής του Ινστιτούτου Κοχ στο MIT και μέλος του ερευνητικού αντικαρκινικού κέντρου στο Ινστιτούτο, ήταν οι ανώτεροι συγγραφείς της μελέτης, ενώ κύριοι συγγραφείς της μελέτης ήταν οι Άλεξ Άμπραμσον, Αμέγια Κιρτάν και Γιούνχουα Σι, μεταδιδάκτορες του MIT.

Χορήγηση από το στόμα

Εδώ και αρκετά χρόνια, τα εργαστήρια του Λάνγκερ και του Τραβέρσο,  αναπτύσσουν νέους τρόπους για τη διάθεση φαρμάκων μέσω του γαστρεντερικού σωλήνα. Το 2019, οι ερευνητές σχεδίασαν μια κάψουλα που, μετά την κατάποση, μπορεί να τοποθετήσει στερεά φάρμακα, όπως η ινσουλίνη, στην επένδυση του στομάχου.

Το χάπι, έχει το μέγεθος ενός μύρτιλου και το σχήμα του μοιάζει με την χελώνα  – λεοπάρδαλη της οποίας το καβούκι σχηματίζει έναν ψηλό, απότομο θόλο. Ακριβώς όπως η χελώνα μπορεί να επανέλθει στη σωστή θέση αν κυλήσει στην πλάτη της, η κάψουλα μπορεί να προσανατολιστεί και να «προσγειωθεί» με τη βάση της στον βλεννογόνο του στομάχου, εγχύοντας έτσι το περιεχόμενό της στον βλεννογόνο.

Το 2021, οι ερευνητές έδειξαν ότι μπορούσαν να χρησιμοποιήσουν την κάψουλα για να χορηγήσουν μεγάλα μόρια όπως τα μονοκλωνικά αντισώματα σε υγρή μορφή. Στη συνέχεια, οι ερευνητές αποφάσισαν να προσπαθήσουν να χρησιμοποιήσουν την κάψουλα για να χορηγήσουν νουκλεϊκά οξέα, τα οποία είναι επίσης μεγάλα μόρια.

Τα νουκλεϊκά οξέα είναι ευαίσθητα στην αποικοδόμηση όταν εισέρχονται στο σώμα, επομένως πρέπει να μεταφέρονται από προστατευτικά σωματίδια. Για αυτή τη μελέτη, η ομάδα του MIT χρησιμοποίησε έναν νέο τύπο πολυμερούς νανοσωματιδίου που είχαν αναπτύξει πρόσφατα τα εργαστήρια του Λάνγκερ και του Τραβέρσο.

Αυτά τα σωματίδια, τα οποία μπορούν να αποδώσουν RNA με υψηλή απόδοση, κατασκευάζονται από έναν τύπο πολυμερούς που ονομάζεται πολυ(βήτα-αμινο εστέρες). Η προηγούμενη εργασία της ομάδας του MIT έδειξε ότι οι διακλαδισμένες εκδόσεις αυτών των πολυμερών είναι πιο αποτελεσματικές από τα γραμμικά πολυμερή στην προστασία των νουκλεϊκών οξέων και στην εισαγωγή τους στα κύτταρα. Έδειξαν επίσης ότι η χρήση δύο πολυμερών μαζί, είναι πιο αποτελεσματική από ένα μόνο.

Για να δοκιμάσουν τα σωματίδια, οι ερευνητές τα έκαναν πρώτα ένεση στο στομάχι ποντικών, χωρίς να χρησιμοποιήσουν την κάψουλα χορήγησης. Το RNA που χορήγησαν, κωδικοποιεί μια πρωτεΐνη αναφοράς που μπορεί να ανιχνευθεί στον ιστό εάν τα κύτταρα δεχθούν με επιτυχία το RNA. Οι ερευνητές βρήκαν την πρωτεΐνη αναφοράς στο στομάχι των ποντικών και επίσης στο ήπαρ τους, δείχνοντας ότι το RNA είχε ληφθεί σε άλλα όργανα του σώματος και στη συνέχεια μεταφέρθηκε στο ήπαρ, το οποίο φιλτράρει το αίμα.

Στη συνέχεια, οι ερευνητές στέγνωσαν με ψύξη τα σύμπλοκα RNA-νανοσωματιδίων και τα συσκεύασαν στις κάψουλες χορήγησης φαρμάκων. Κάθε κάψουλα περιείχε 50 μικρογραμμάρια mRNA και οι επιστήμονες χορήγησαν τρεις κάψουλες σε κάθε χοίρο, φτάνοντας τη δόση στα 150 μικρογραμμάρια, όταν τα εμβόλια του κοροναϊού περιέχουν 30 έως 100 μικρογραμμάρια mRNA.

Στις μελέτες με τους χοίρους, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η πρωτεΐνη αναφοράς παρήχθη με επιτυχία από τα κύτταρα του στομάχου, αλλά δεν την είδαν αλλού στο σώμα.

Ανοσολογική ενεργοποίηση

Σε μελλοντική εργασία, ελπίζουν να αυξήσουν την πρόσληψη RNA σε άλλα όργανα αλλάζοντας τη σύνθεση των νανοσωματιδίων ή δίνοντας μεγαλύτερες δόσεις. Ωστόσο, μπορεί επίσης να είναι δυνατό να δημιουργηθεί μια ισχυρή ανοσολογική απόκριση με χορήγηση μόνο από το στομάχι, λέει ο Άμπραμσον, εξηγώντας πως «υπάρχουν πολλά κύτταρα του ανοσοποιητικού συστήματος στον γαστρεντερικό σωλήνα και η ενίσχυση του ανοσοποιητικού συστήματος του γαστρεντερικού σωλήνα είναι ένας γνωστός τρόπος δημιουργίας μιας ανοσολογικής απόκρισης».

Η διερεύνηση τώρα στρέφεται στο ενδεχόμενο να προκληθεί μια συστηματική ανοσολογική απόκριση, με την ενεργοποίησης των Β και Τ κυττάρων, από εμβόλια mRNA που θα εμπεριέχονται στην κάψουλα αυτή.