當波士頓大學的跨學科研究團隊創造出一種新的、改良的新冠疫苗時，一個意外的發現變成了意想不到的成功。
這一切都始於實驗室。波士頓大學的兩名博士生 正在創建和測試不同類型的 RNA——核糖核酸鏈，由稱為核苷酸的化合物鏈構建而成，有助於進行遺傳研究。他們決心看看對核苷酸進行微小改變的RNA序列是否仍然有效。在進行了數十次實驗後，他們陷入了死胡同。
「起初，這是一次失敗，」麥吉說。
數十年的研究揭開了活細胞中 RNA 的神秘面紗。沒有它，我們的細胞就無法執行基本任務，例如建構其他細胞、將胺基酸從細胞的一個部分運送到另一部分，或對病毒產生免疫反應。
但最近，科學家已經找到如何利用 RNA 來治療遺傳性疾病和癌症的方法。他們也學習如何使用信使 RNA (mRNA) 來製造苗。 McGee 和 Kirsch 進行的實驗旨在利用 RNA 提供救生藥物並製造比我們今天更有效的疫苗。
將焦點轉向自擴增 RNA
他們與波士頓大學威廉·費爾菲爾德·沃倫生 烏拉圭 電話號碼庫 物醫學工程和化學傑出教授馬克·格林斯塔夫(Mark Grinstaff) 以及工程學院生物醫學工程副教授威爾遜·黃(Wilson Wong) 一起工作，開始討論下一步該做什麼，以及如何處理剩餘的化學成分從最初的實驗來看。他們決定專注於修改一種鮮為人知的RNA 類型的化學結構，稱為自擴增RNA (saRNA)，它是在實驗室中製造的，並在細胞中自我複製多次，以產生更多數量的蛋白質編程製作。
新方法奏效了：他們改良的 saRNA 在培養皿中自我複製。
「我們對此的反應非常興奮，但普通科學家也會思考，『我們做得對嗎？』」麥吉說。 「我們一次又一次地回去做。我們得到了相同的結果。
這些結果啟動了一個為期一年的研究項目，該項目從Grinstaff 的化學實驗室轉移到Wong 的基因工程實驗室，再到BU 的國家新發傳染病實驗室(NEIDL)，在那裡他們測試了改良的saRNA 作為針對COVID-19 病毒的疫苗。他們發現，在小鼠體內使用較低劑量的新疫苗可以像目前的 mRNA 疫苗一樣保護它們免受這種疾病的侵害。他們的研究結果發表在《自然生物技術》雜誌。
走向人體試驗
在這種疫苗被批准用於人類之前，還需 根據 Metricool 的“Facebook 廣告 2024 年研究”，Meta 中使用最多的是增加互動的活動 (42.4%) 要數年的進一步測試。儘管有一種 saRNA 疫苗（去年在日本獲準使用），但研究人員希望他們的改良版本能使該技術對藥品製造商更具吸引力，並克服使用 saRNA 作為疫苗的挑戰。
「常規自擴增 RNA 的挑戰在於存在兩個相互競爭的過程——RNA 試圖製造越來越多的蛋白質，同時免疫系統正在降解它，」說。標準 mRNA COVID 疫苗告訴細胞要產生一種模仿真實病毒的刺突蛋白。這反過來又會導致免疫系統啟動並對抗病毒。但 saRNA 疫苗更進一步，它一再向細胞重複這些指令，製造出更多的機制來產生刺突蛋白。更多的蛋白質意味著您不需要那麼高的劑量，免疫系統會記住如何在更長的時間內對抗病毒。
「所以我們的想法是，即使使用較低的劑量，這也可以讓你的蛋白質表現持續很長時間，」格林斯塔夫說。
另一個挑戰是 saRNA 可能會產生過於強烈的反應，導致令人不舒服的副作用——比目前的新冠疫苗更嚴重，後者通常會導致一些人出現輕微發燒或疼痛。
和團隊與 醫學院病毒學、免疫學和微生物學助理教授、NEIDL 核心教員密切合作。他和他的團隊進行了一項名為「病毒挑戰」的研究，以評估採用改良saRNA 技術構建的COVID-19 疫苗是否能夠比早期的saRNA 和mRNA 疫苗更有效地保護小鼠免受嚴重的COVID -19 疾病的侵害。
「病毒挑戰方面尤其重要，」杜姆說。 Douam 說：「它揭示了這種新型 saRNA 技術的極低劑量如何能夠比類似劑量的傳統疫苗更有效地保護小鼠免受致命疾病的影響。」稱為m5C（5-甲基胞苷）的疫苗，與mRNA 疫苗相比，在接種疫苗後也引發非常低的發炎。
Douam 說：“要揭示該技術相對於其他現有 RNA 疫苗方法的所有優勢，仍有大量工作要做。”但這是一個充滿希望的開始。
下一個問題是，與現有的類似劑量的基於 RNA 的疫苗相比，他們的修飾 saRNA 是否可以提供更持久的病毒感染保護。
更有前景的治療方法
除了新冠疫苗外，該團隊的耐受性 阿根廷數據 良好的 saRNA 還可以為其他類型的治療和基因療法打開大門。
「歸根結底，這是一個蛋白質生產系統，」黃說。 “基因傳遞系統。”
Wong說，對於遺傳性疾病，saRNA可以被編程來產生缺失的基因或替換有缺陷的基因。為了治療肺癌、乳腺癌和其他癌症，“我們可以讓它生產一種抗癌藥物，用於治療需要高劑量和大量蛋白質製造的疾病。”
「這就是為什麼我們對自擴增 RNA 技術感到非常興奮，因為我們認為我們可以降低實現某些治療應用所需的劑量，」Wong 說。 “這就是我們的設想。”
Grinstaff 最近獲得了美國國家科學基金會頒發的首屆開拓者工程影響獎，該獎項將提供300 萬美元的資助，用於繼續探索saRNA 技術——據NSF 稱，這種技術可以「從根本上改變基因工程範式」。
「我們現在正在做很多工作來進一步了解我們的發現，」黃和格林斯塔夫的共同顧問麥吉說。 「有許多出版品顯示 saRNA 的研究也會失敗。這讓我意識到嘗試其他人認為可能會失敗的事情是可以的，因為誰知道呢，他們可能是錯的。