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Ricerca, vaccino anti Covid in capsule

Come la maggior parte dei vaccini, i vaccini a RNA devono essere iniettati, il che può essere un ostacolo per le persone che temono gli aghi. Ora, un team di ricercatori del MIT ha sviluppato un modo per fornire RNA in una capsula che può essere ingerita, che sperano possa aiutare a rendere le persone più ricettive nei loro confronti.

Oltre a rendere i vaccini più facili da tollerare, questo approccio potrebbe anche essere utilizzato per fornire altri tipi di RNA o DNA terapeutico direttamente nel tratto digestivo, il che potrebbe rendere più facile il trattamento di disturbi gastrointestinali come le ulcere.

“Gli acidi nucleici, in particolare l'RNA, possono essere estremamente sensibili alla degradazione, in particolare nel tratto digestivo. Il superamento di questa sfida apre molteplici approcci alla terapia, inclusa la potenziale vaccinazione per via orale", afferma Giovanni Traverso, Karl van Tassel Career Development Assistant Professor of Mechanical Engineering al MIT e gastroenterologo al Brigham and Women's Hospital.

In un nuovo studio, Traverso e i suoi colleghi hanno dimostrato che potrebbero utilizzare la capsula che hanno sviluppato per fornire fino a 150 microgrammi di RNA - più della quantità utilizzata nei vaccini Covid mRNA - nello stomaco dei maiali.

Traverso e Robert Langer, il David H. Koch Institute Professor al MIT e membro del Koch Institute for Integrative Cancer Research del MIT, sono gli autori senior dello studio. Alex Abramson PhD '19 e postdoc del MIT Ameya Kirtane e Yunhua Shi sono gli autori principali dello studio, che appare oggi sulla rivista Matter .

Somministrazione di farmaci per via orale

Per diversi anni, i laboratori di Langer e Traverso hanno sviluppato nuovi modi per somministrare farmaci al tratto gastrointestinale. Nel 2019, i ricercatori hanno progettato una capsula che, dopo essere stata ingerita, può inserire farmaci solidi, come l'insulina, nel rivestimento dello stomaco.

La pillola, delle dimensioni di un mirtillo, ha una cupola alta e ripida ispirata alla tartaruga leopardo. Proprio come la tartaruga è in grado di raddrizzarsi se rotola sulla schiena, la capsula è in grado di orientarsi in modo che il suo contenuto possa essere iniettato nel rivestimento dello stomaco.

Nel 2021, i ricercatori hanno dimostrato di poter utilizzare la capsula per fornire grandi molecole come anticorpi monoclonali in forma liquida. Successivamente, i ricercatori hanno deciso di provare a utilizzare la capsula per fornire acidi nucleici, che sono anche grandi molecole.

Gli acidi nucleici sono suscettibili alla degradazione quando entrano nel corpo, quindi devono essere trasportati da particelle protettive. Per questo studio, il team del MIT ha utilizzato un nuovo tipo di nanoparticella polimerica che i laboratori di Langer e Traverso avevano recentemente sviluppato.

Queste particelle, che possono fornire RNA con alta efficienza, sono costituite da un tipo di polimero chiamato poli (beta-amino esteri). Il precedente lavoro del team del MIT ha mostrato che le versioni ramificate di questi polimeri sono più efficaci dei polimeri lineari nel proteggere gli acidi nucleici e farli entrare nelle cellule. Hanno anche dimostrato che l'utilizzo di due di questi polimeri insieme è più efficace di uno solo.

"Abbiamo creato una libreria di poli(beta-amino esteri) ibridi ramificati e abbiamo scoperto che i polimeri di piombo al loro interno avrebbero funzionato meglio dei polimeri di piombo all'interno della libreria lineare", afferma Kirtane. "Quello che ci consente di fare ora è ridurre la quantità totale di nanoparticelle, che stiamo amministrando".

Per testare le particelle, i ricercatori le hanno prima iniettate nello stomaco dei topi, senza usare la capsula di somministrazione. L'RNA che hanno fornito codifica per una proteina reporter che può essere rilevata nei tessuti se le cellule assorbono con successo l'RNA. I ricercatori hanno trovato la proteina reporter nello stomaco dei topi e anche nel fegato, suggerendo che l'RNA era stato assorbito in altri organi del corpo e poi trasportato al fegato, che filtra il sangue.

Successivamente, i ricercatori hanno liofilizzato i complessi RNA-nanoparticelle e li hanno confezionati nelle loro capsule di somministrazione del farmaco. Lavorando con gli scienziati di Novo Nordisk, sono stati in grado di caricare circa 50 microgrammi di mRNA per capsula e di fornire tre capsule nello stomaco dei maiali, per un totale di 150 microgrammi di mRNA. Questa è la quantità maggiore di mRNA nei vaccini Covid ora in uso, che hanno da 30 a 100 microgrammi di mRNA.

Negli studi sui maiali, i ricercatori hanno scoperto che la proteina reporter è stata prodotta con successo dalle cellule dello stomaco, ma non l'hanno vista in altre parti del corpo. In un lavoro futuro, sperano di aumentare l'assorbimento dell'RNA in altri organi, modificando la composizione delle nanoparticelle o somministrando dosi maggiori. Tuttavia, potrebbe anche essere possibile generare una forte risposta immunitaria con la consegna solo allo stomaco, afferma Abramson.

"Ci sono molte cellule immunitarie nel tratto gastrointestinale e stimolare il sistema immunitario del tratto gastrointestinale è un modo noto per creare una risposta immunitaria", afferma.

Attivazione immunitaria

I ricercatori ora intendono studiare se possono creare una risposta immunitaria sistemica, inclusa l'attivazione delle cellule B e T, somministrando vaccini mRNA usando la loro capsula. Questo approccio potrebbe essere utilizzato anche per creare trattamenti mirati per le malattie gastrointestinali, che possono essere difficili da trattare con l'iniezione tradizionale sottocutanea.

"Quando si ha un parto sistemico tramite iniezione endovenosa o iniezione sottocutanea, non è molto facile colpire lo stomaco", afferma Abramson. "Vediamo questo come un potenziale modo per trattare diverse malattie presenti nel tratto gastrointestinale".

Matter: "Oral mRNA delivery using capsule-mediated gastrointestinal tissue injections" DOI: 10.1016/j.matt.2021.12.022

Antonio Caperna

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