导向核酸(在实验室中创建的DNA或RNA片段,用于阻断或修饰基因,控制基因表达或调节其他细胞过程)是一个有前途但仍在兴起的生物医学治疗领域。用过好几种药,很多试验更多。核酸纳米粒子(NANP)是仅由核酸制成的可编程组件,其具有许多以特定构型嵌入其结构中的治疗性核酸序列。它们被设计成同时包装和递送多种细胞间或细胞外疗法,从而引起人体细胞的多种治疗效果。
对于一类新的药物来说,这种很有前景的新治疗形式在临床试验中可能会经常遇到困难,这可能是可以预见的。反复出现的问题使得许多正在开发的产品无法被批准使用,并对继续研究产生令人沮丧的影响。这些困难中最重要的是对基于NANP的制剂的递送的不良免疫反应。
在《自然协议》的一篇论文中,来自弗雷德里克国家癌症研究实验室的纳米技术研究人员Marina Dobrovolskaia和来自北卡罗来纳大学夏洛特分校的Kirill Afonin描述了一种可复制的协议的开发,该协议可以准确地评估不同物质的定性和定量免疫特征。NANP用于递送治疗性核酸。
阿方宁说:“因为免疫毒性,临床试验中有20%的药物被撤回,核酸治疗也不例外。”方宁的研究主要集中在NANP的发展和对NANP的免疫反应等方面。“对NANP来说尤其如此,因为核酸的治疗应用是一个相对年轻的领域。”
“NANP的许多未知免疫特征将阻止它们进入临床试验。这阻碍了该领域的研究,因为研究人员知道,在数十亿美元的测试成本之后,你仍可能因不良免疫反应而使药物在试验中失败。”他指出。“因此,这是关键:我们如何在药物投入患者体内之前仔细预测其免疫刺激作用?”
本文中提出的方案是一个详细的逐步过程,用于评估任何给定的NANP设计在施用于人类时的炎症特性,并且人类外周血单核细胞(“白细胞”)被用作测试模型。本文进行的体外实验使用了从100多名健康人类供体的血液中新鲜分离的细胞,尽管该论文指出,少至3名供体就足以解释免疫细胞中的个体遗传多样性。
“为了在我们的研究中获得广泛的样本,我们使用了100多名献血者,并在一年的不同时间采集血液,因此这是一个非常异质的血细胞库,”Afonin指出。
他说:“该协议是可重复的,并且使用了最准确的模型。”“坦率地说,它能比动物模型更好地预测细胞因子风暴,这令人惊讶。这也让更多的研究人员负担得起,因为他们不必与动物打交道。”
一个可靠和准确的标准化方案来评估人类对不同粒子设计的免疫反应对于支持纳米粒子的研究具有重要价值。本文认为:“为了进一步推动NANPs从实验平台向临床转化,这个领域非常重要。需要可靠的实验计划来评估这些新纳米材料的安全性和有效性。”
阿方宁说,“这很重要,因为几百个研究者都在研究NANP,每个人都有自己喜欢的表达方式。”“问题是它们都使用不同的协议。当你阅读他们的出版物时,很难说哪种表达方式更好,因为他们测试它们的条件完全不同——没有和谐。”
尽管毒性免疫反应可能会阻止特定的NANP设计进入临床试验,但这篇论文指出,某些NANP引起的某些特定免疫反应实际上可能在某些治疗中是有用的和可取的。
该方案不仅测量细胞免疫反应的定量性质(免疫反应的规模),还测量其定性性质(由免疫反应引起的化学反应的确切类型)。
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