Инновационный центр наномедицины (iCONM, Кавасаки, Япония) под руководством Кадзунори Катаоки опубликовал исследование в Journal of Controlled Release. Ученые нашли способ доставлять mRNA-препараты в организм стабильнее, защищая их от разрушения ферментами.

Обычно mRNA (матричная РНК) быстро разлагается в крови, особенно под действием RNase — ферментов, которые ее «переваривают». Чтобы этого избежать, mRNA упаковывают в полимерные наночастицы — полиплексные мицеллы (PM). Но даже в такой упаковке mRNA теряет активность. Ученые iCONM разобрались, почему так происходит, и предложили решения.

Полиплексные мицеллы (PM) — это наночастицы, в которых mRNA «упакована» в оболочку из полимеров. Представьте шарик, где сердцевина — это mRNA, а внешний слой — защитный полимер (например, PEG). Задача мицелл — доставить mRNA в клетки, не дав ей разрушиться по дороге.

Что выяснили:

• Увеличение длины PEG (полиэтиленгликоля) с 12 до 42 кДа не помогло защитить mRNA, хотя ожидалось, что толстый слой PEG будет лучше экранировать мицеллу.
• Удлинение поликатионного блока (основы мицеллы) с 40 до 70 звеньев усилило защиту.
• Замена поли-L-лизина на поли-L-орнитин (изменение всего одного атома в структуре!) сделала mRNA устойчивее к RNase.

Но даже в лучшем варианте через 30 минут в сыворотке крови разрушалось 50% mRNA. Почему?

Оказалось, RNase проникает внутрь мицеллы, не разрушая ее. Раньше думали, что mRNA выходит наружу и там разлагается, но нет — фермент пробирается внутрь, как хакер через брандмауэр.

Эксперименты на мышах подтвердили: мицеллы остаются целыми в крови, но mRNA внутри них все равно разрушается. Значит, нужно не просто упаковывать mRNA, а делать так, чтобы ферменты не могли до нее добраться.

Что это дает? Теперь понятно, как улучшить доставку mRNA-препаратов — например, для вакцин или терапии рака. Но предстоит еще решить, как полностью заблокировать RNase.

Этот прорыв критически важен для mRNA-терапии. Если научиться полностью защищать mRNA в крови, можно:

• Создавать более эффективные вакцины (как мРНК-вакцины от COVID, но с меньшими дозами).
• Доставлять противораковые препараты точно в опухоль без потерь по пути.
• Разрабатывать генную терапию для редких болезней.

Пока mRNA-препараты работают локально (например, вакцины вводят в мышцу), но системная доставка через кровь — это следующий уровень.

Исследование не предложило готового решения для полной защиты mRNA — только указало направление. Удлинение поликатионов и замена лизина на орнитин помогают, но не блокируют RNase полностью. Возможно, нужно комбинировать подходы: например, добавлять ингибиторы RNase или менять архитектуру мицеллы.

Ранее ученые создали систему доставки генной терапии в легкие.