矿物涂层可实现货架稳定的mRNA疗法

威斯康星大学麦迪逊分校生物医学工程研究人员发现的一种保护性矿物涂层可以使 COVID-19 疫苗等强大的信使 RNA 疗法在室温下储存，从而使世界各地的资源匮乏社区更容易获得它们。

在《生物材料学报》杂志上的一篇新论文中，William Murphy教授及其实验室的合作者详细介绍了使用优化的矿物涂层成分如何在室温下保持mRNA活性长达六个月。通过这种保存，mRNA疗法——针对传染病的疫苗，以及癌症和组织再生的新兴疗法——可以储存在当地诊所的货架上。

基于 mRNA 的 COVID-19 疫苗的快速开发改变了大流行的游戏规则。疫苗利用mRNA引导细胞从病毒表面产生蛋白质，触发免疫反应，使我们的身体为真实事物做好准备。

多项估计显示，这些疫苗是数十年来渐进式 mRNA 研究的结果——其中一些导致了 2023 年诺贝尔奖——挽救了数百万人的生命。

只有一个问题：COVID-19 疫苗以及其他基于 mRNA 的癌症疗法需要冷链储存才能保持其效力。

“这听起来像是一个微不足道的问题，但实际上是一个相当巨大的问题，”生物医学工程和骨科与康复教授墨菲说。“如果你试图把这些东西运到撒哈拉以南非洲，你将面临巨大的挑战。

研究负责人Joshua Choe是Murphy实验室的医学博士生，他筛选了40种矿物质成分，旨在找到一种与mRNA复合物结合时，比当前疫苗使用的配方更简单的配方中优化其稳定性的矿物质成分。最后，他鉴定出一种含有适量柠檬酸盐和氟化物的组合物，可以保持冻干mRNA的效力。他现在正在将这种方法应用于与COVID疫苗中使用的配方类似的配方，并取得了可喜的早期结果。该小组已通过威斯康星校友研究基金会提交了基于这项工作的临时专利。

“一直到六个月，你都保持着这种活性，而不使用我们的矿物质来储存这些mRNA疗法，两周后你就会失去相当多的活性，然后它下降到几乎为零，”Choe说，他希望毕业后成为一名骨科医生和研究员。

这种方法的灵感来自古代化石保存DNA和蛋白质的能力。科学家们成功地提取了DNA来分析“丹尼”的基因组，“丹尼”是估计有9万年历史的人类祖先，其遗骸于2012年在俄罗斯的一个洞穴中被发现。在坦桑尼亚的另一项发现中，研究人员在鸵鸟蛋壳中发现了可追溯到380万年前的完整蛋白质。

Murphy 的实验室在大约 15 年的时间里一直在使用矿物质来稳定生物分子，用于各种生物医学应用，Choe 在 2020 年冬季的孤立日子里在实验室工作时看到了将这种策略应用于 mRNA 疗法的机会。

除了进一步证明他们的方法对mRNA疫苗的有效性外，Murphy和他的团队还在寻求将其用于组织再生，特别是用于治疗脊髓损伤，伤口愈合和软骨，肌肉和骨骼的再生。

“我们希望能够以一种现成的方式实现它，这样你就可以从字面上取下一种治疗方法，将其应用于患者并刺激组织再生，”墨菲说。

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威廉·墨菲（William Murphy）是哈维·斯潘格勒（Harvey D. Spangler）教授和H.I.罗姆内斯（H.I. Romnes）教职研究员。 他还是威斯康星大学麦迪逊分校 Forward BIO Institute 的创始主任。该论文的其他作者包括墨菲实验室成员汉娜·布林克曼（Hannah Brinkman），DVM / PhD学生和Jae Sung Lee，一名科学家。

该研究的资金来自威斯康星大学麦迪逊分校校友慈善家迈克和玛丽-苏香农，以及美国国立卫生研究院国家老龄化研究所（奖项编号F30AG077748 507）、美国国立卫生研究院TL1TR002375奖和威斯康星大学麦迪逊分校医学科学家培训计划奖T32GM140935。