Attenzione: questa pagina è una traduzione automatica di questa pagina originariamente in lingua inglese. Si prega di notare in quanto le traduzioni sono generate da macchine, non tutte le traduzioni saranno perfetti. Questo sito web e le sue pagine web sono destinati ad essere letto in inglese. Ogni traduzione del sito e le sue pagine web possono essere imprecise e inesatte, in tutto o in parte. Questa traduzione è fornita per comodità.

Progettazione dei vaccini del mRNA per combattere COVID-19

Uno studio recente di esame discute i concetti fondamentali nella riuscita consegna degli acidi nucleici in terapeutica. Più specificamente, questo studio comprende le idee sulla progettazione dei sistemi di nanoparticella (LNP) del lipido ottimizzati per uso come vaccini del RNA messaggero (mRNA).

Studio: La consegna e la nanoparticella dell'acido nucleico progettano per i vaccini di COVID. Credito di immagine: Impiegato/Shutterstock.com di amore

Introduzione

La terapeutica dell'acido nucleico può sfruttare il potenziale della genetica di trattare le malattie umane. Poiché le droghe dell'acido nucleico possono essere mirate a sulle diverse proteine, ci sono le applicazioni terapeutiche possibili infinite in questo nuovo paradigma del trattamento.

Gli acidi nucleici quali acido desossiribonucleico (DNA) o il mRNA possono essere consegnati per sostituire i geni mutati nelle malattie genetiche rare. Comparativamente, RNAs bruscamente d'interferenza (siRNAs) e gli oligonucleotidi antisenso (ASOs) possono essere adattati per abbattere le proteine mutanti nocive nei cancri. Mentre convenzionali le terapie sono infruttuose nella maggior parte di questi casi, promessa enorme di manifestazione di terapeutica dell'acido nucleico.

Come provato negli sforzi recenti per attenuare la pandemia in corso di malattia 2019 di coronavirus (COVID-19), la tecnologia del mRNA è stata utilizzata in parecchi vaccini novelli per indurre una risposta immunitaria che comprende sia l'immunità cellulare che umorale.

Tuttavia, le sfide quali la consegna efficiente, la stabilità e la sicurezza di utilizzo degli acidi nucleici nudi hanno ostacolato le sue riuscite applicazioni cliniche. Lo sviluppo corrente di LNPs nonviral, che già sono stati amministrati alle centinaia di milioni di persone intorno al mondo sotto forma di vaccini di COVID-19 mRNA, contribuisce a superare le barriere innate alla consegna dell'acido nucleico.

“Lo sviluppo dei sistemi di portafili sicuri ed efficaci, compreso le nanoparticelle nonviral, è diventato preminente al successo di traduzione delle droghe dell'acido nucleico, compreso i vaccini innovatori di COVID-19 mRNA.„

Acidi nucleici terapeutici

La disfunzione cellulare di fondo può essere indirizzata facendo uso degli acidi nucleici quale RNA, che è un composto intermedio fra il genoma e la proteina. A differenza di DNA, che le necessità di entrare nel nucleo per trascrivere, RNA agisce nel cytosol per tradurre in proteina.

Corrente, le terapie il più clinicamente avanzate facendo uso dei vettori nonviral della consegna includono il siRNA o il mRNA terapeutico. Quando una proteina tossica o nociva dovuto una mutazione deve essere abbattuta per trattare una malattia, lo strumento del siRNA è utilizzato. L'approccio del siRNA è stato scoperto nel 1998 nei elegans di Caenorhabditis, che hanno aperto una nuova tecnica molecolare per abbattere una proteina specifica.

Similmente, quando un gene con una mutazione nulla deve essere upregulated o sostituito per fissare l'espressione di una proteina vitale, il mRNA è usato. Con le modifiche essenziali, il mRNA desiderato può essere sintetizzato facendo uso degli enzimi commerciali con il trattamento di trascrizione in vitro (IVT), che è egualmente prontamente evolutiva.

Barriere di consegna e modifiche dell'acido nucleico

Malgrado il riconoscimento dell'uso terapeutico degli acidi nucleici, parecchie barriere hanno impedito il suo uso potenziale.

Il RNA è vulnerabile a degradazione dal sistema immunitario, poichè il RNA nudo attiva i ricevitori di riconoscimento di forme (PRR) come reticolo molecolare agente-associato (PAMP). Quando il RNA unico incagliato (ssRNA) ed il RNA a doppia elica (dsRNA) attivano i ricevitori del tipo di tributo (TLR) come componente del sistema immunitario innato, piombo ad infiammazione ed all'immunizzazione intensificata.

Queste barriere sono superate tramite le modifiche al RNA, tale da comprendere le basi noncanonical e chimicamente modificate del nucleoside fuori delle basi del Watson-Torcicollo (A, G, C, U). Sostituendo l'uracile con lo pseudouridine (Ψ) in una sequenza del mRNA provoca l'attivazione immune diminuita, oltre ad una traduzione migliore della proteina desiderata. Ulteriormente, le modifiche con 1 methylpseudouridine (1mΨ) e 5 il methoxyuridine (5moU) migliorano la traduzione di sequenza e la stabilità globale, comunque presentate le differenze cella tipe nell'espressione della proteina.

D'importanza, questi approcci terapeutici richiedono l'uso di alti metodi di depurazione eliminare tutta la traccia di impurità per diminuire le reazioni immuni indesiderate e per migliorare la consegna globale. “Sebbene la reattogenicità causata dagli acidi nucleici possa essere utile nell'attivazione della risposta immunitaria per determinate tecnologie vaccino,„ ha notato i critici.

Il RNA può anche essere degradato da RNases e dagli endonucleasi all'interno del siero una volta consegnato sistematicamente o per via endovenosa (iv). Il RNA o i vettori di nanoparticella deve anche oltrepassare il sistema reticoloendoteliale (ricerca) ed il fegato, che selettivamente particelle di assorbimenti nell'intervallo di grandezza (nm) di nanometro 80-200.

Poiché gli acidi nucleici sono grandi molecole e sono forte negativamente - fatto pagare dovuto la spina dorsale del zucchero-fosfato, una strategia robusta della consegna è richiesto. Quindi, i vettori devono non solo proteggere il RNA dalla risposta immunitaria e dalla degradazione ma anche facilitare l'assorbimento intracellulare.

Vettori di consegna di Nonviral e nanoparticelle del lipido

Mentre i virus fungono da vettori potenti per la transfezione cellulare, gli sforzi recenti hanno ampliato l'impiego dei vettori nonviral di nanoparticella.

Facendo uso della mescolanza microfluidic, LNPs su scala industriale evolutivo e replicabile o del laboratorio è prodotto. LNPs è una combinazione di quattro componenti chimiche compreso i fosfolipidi, il colesterolo, i polimeri ancorati lipido e un lipido ionizzabile.

I fosfolipidi ed il colesterolo formano un doppio strato lipidico per incapsulare il carico dell'acido nucleico. Comparativamente, i polimeri lipido-ancorati contengono tipicamente le code del lipido dell'idrocarburo e poli lungo (glicole etilenico) (PARITÀ) catene polimeriche che impediscono l'assorbimento non specifico delle nanoparticelle. Il componente lipidico ionizzabile è essenziale per la complessazione e l'incapsulamento del carico del RNA ed egualmente assiste nella fuga endosomal e nella consegna intracellulare.

Il LNPs e le loro formulazioni sinergiche sono stati utilizzati in molti delivery system della droga per trattare le malattie. Soltanto circa 2-10% della versione di LNP il loro carico al cytosol. Tuttavia, un impatto sostanziale ai livelli della proteina può essere raggiunto, come la consegna anche di alcuni siRNAs o mRNAs può essere utilizzato ripetutamente nell'inibizione o nell'inizio di traduzione rispettivamente.

“LNP può essere considerato le tecnologie della piattaforma, aiutando lo sviluppo e la distribuzione per trattare una miriade dei disordini, compreso l'uso degli acidi nucleici come vaccini potenziali contro la malattia infettiva o i cancri.„

Progettazione dei vaccini del mRNA per combattere COVID-19

I vaccini dell'acido nucleico consegnano la sequenza genetica tenuta per esprimere una proteina o un antigene virale all'interno dell'organismo, così avviando una risposta immunitaria. , Prima del 2020, non c'erano considerevolmente test clinici per i vaccini del mRNA, malgrado i riusciti risultati preclinici.

“Mentre la pandemia COVID-19 causata [coronavirus 2 di sindrome respiratorio acuto severo] dal SARS-CoV-2 sparso globalmente, vaccini del mRNA è emerso come la tecnologia in grado di rispondere il più rapido alla necessità insoddisfatta di immunizzare la popolazione mondiale.„

Utilizzando una strategia della consegna di LNP, in un anno di ordinamento del genoma SARS-CoV-2, i vaccini forte efficaci del mRNA sono stati sviluppati. Queste sono corrente egualmente la sola terapeutica del mRNA corrente che è utilizzata nei pazienti. I rapporti evidenziano che questi vaccini proteggono dai risultati severi di malattia alle tariffe di circa 97% o più alto in termini di loro capacità di diminuire le ospedalizzazioni e le morti.

Outlook e potenziale futuro

Lo sviluppo di LNPs come vettori per terapeutica dell'acido nucleico lancia un nuovo paradigma per rispondere rapido ai problemi sanitari globali.

Le trascrizioni novelle del mRNA possono essere generate per rispondere alle varianti emergenti o agli agenti patogeni di futuro. La stessa tecnologia di LNP può essere accelerata per combattere le varianti SARS-CoV-2 senza l'esigenza dei test clinici. LNPs può anche essere usato per altre minacce, compreso cancro, con immunoterapia vaccino-mediata.

I miglioramenti supplementari nella progettazione ionizzabile del lipido, nella tecnologia del RNA (come auto-ampliare mRNA che richiede meno materiale) e nella fabbricazione industriale possono presto piombo ai vantaggi diffusi della consegna del RNA, i critici scrivono.

Journal reference:
Dr. Ramya Dwivedi

Written by

Dr. Ramya Dwivedi

Ramya has a Ph.D. in Biotechnology from the National Chemical Laboratories (CSIR-NCL), in Pune. Her work consisted of functionalizing nanoparticles with different molecules of biological interest, studying the reaction system and establishing useful applications.

Citations

Please use one of the following formats to cite this article in your essay, paper or report:

  • APA

    Dwivedi, Ramya. (2021, September 23). Progettazione dei vaccini del mRNA per combattere COVID-19. News-Medical. Retrieved on November 27, 2021 from https://www.news-medical.net/news/20210923/Design-of-mRNA-vaccines-to-combat-COVID-19.aspx.

  • MLA

    Dwivedi, Ramya. "Progettazione dei vaccini del mRNA per combattere COVID-19". News-Medical. 27 November 2021. <https://www.news-medical.net/news/20210923/Design-of-mRNA-vaccines-to-combat-COVID-19.aspx>.

  • Chicago

    Dwivedi, Ramya. "Progettazione dei vaccini del mRNA per combattere COVID-19". News-Medical. https://www.news-medical.net/news/20210923/Design-of-mRNA-vaccines-to-combat-COVID-19.aspx. (accessed November 27, 2021).

  • Harvard

    Dwivedi, Ramya. 2021. Progettazione dei vaccini del mRNA per combattere COVID-19. News-Medical, viewed 27 November 2021, https://www.news-medical.net/news/20210923/Design-of-mRNA-vaccines-to-combat-COVID-19.aspx.