一项新的研究表明,一项促进生产特定蛋白质的生物工程技术有可能成为新冠病毒疫苗的基础。
通过操纵一种自然的细胞过程,科学家们提高了病毒用来感染其他细胞的两种蛋白质的水平,他们将蛋白质增强的指令包装在纳米颗粒中,然后注射到老鼠体内。在一个月内,老鼠就产生了对抗新冠病毒的抗体。
这项技术包括改变信使RNA的特定序列,信使RNA是将遗传信息转化为功能性蛋白质的分子。虽然这些序列没有被翻译成蛋白质,但研究人员改变了它们的结构,以促进产生高于正常水平的蛋白质。这些序列被称为未翻译区(untranslated regions),或UTRs。
“我们已经对信使RNA进行了四年的生物工程改造,今年早些时候,我们在确定UTRs的作用方面取得了一些进展,然后新冠病毒疫情就出现了,”该研究的高级作者、俄亥俄州立大学制药和药理学副教授Yizhou Dong说。
尽管新冠肺炎候选疫苗三期临床试验正在进行当中,但Dong说他的实验室平台提供了一个潜在的替代方案。
“如果目前的疫苗效果很好,那就最好了。但如果这个领域需要这个的话,那么它也不失为一个选项。它就像预期疫苗那样有效,而且我们可以非常迅速地扩大它的生产规模。目前,这还处于一个概念证明的阶段,我们已经证明,我们可以优化信使RNA序列,提高蛋白质产生,生产抗原,并诱导对抗这些特定抗原的抗体。”
这项研究发表在今天的《先进材料》杂志上。
这种方法的关键是疫苗开发的典型特点:利用病原体的片段来产生抗原(能引发适当免疫反应的外来物质),并找到一种安全的方法将其引入人体。
但是Dong说,这项工程技术通过利用信使RNA UTRs将抗原设计提高到了一个新的水平。
他的实验室从两个记录蛋白质组装开始和结束的UTRs着手,对这个过程进行调节,并影响产生的蛋白质与其他蛋白质相互作用的方式。UTRs本身是核苷酸串,就是组成RNA和DNA的分子。
“在我们的应用中,我们试图优化UTRs来改进蛋白质的生产过程。我们想要制造尽可能多的蛋白质,这样我们就可以用小剂量的信使RNA来制造足够的抗原来产生对抗病毒的抗体,”Dong说。
团队利用了新冠病毒导致感染的两个已知潜在抗原:病毒表面的突刺蛋白和受体结合域,后者是突刺蛋白的一个组成部分,病毒需要利用这个部分来进入宿主细胞进行复制。其他新冠病毒候选疫苗都有利用这两种区域。
在改造了信使RNA之后,研究小组将它们包裹在先前在Dong实验室开发的脂质纳米颗粒中。他们给老鼠注射了这种实验疫苗,并在两周后给它们注射了增强剂。第一次注射一个月后,老鼠体内的免疫细胞吸收了这两种蛋白质的抗原,并产生了针对它们的抗体。
Dong说:“免疫系统需要一些时间来处理抗原,并让细胞产生抗体,在这项研究中,我们在30天后检测到抗体。”
即使新冠肺炎不需要这种候选疫苗,他仍会继续改进这一最新的生物改造信使RNA方法。
Dong说:“UTR是一个平台,我们可以应用于任何类型的信使RNA。我们正在探索其他的疗法。”
编译/前瞻经济学人APP资讯组
原文来源:https://medicalxpress.com/news/2020-09-animal-nanoparticle-treatment-antibodies-sars-cov-.html
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