将mRNA传递至T细胞的脂质纳米颗粒有望治疗自身免疫性疾病

自身免疫性疾病是全球最常见的慢性疾病之一，影响着世界约5-7%的人口。自身免疫性疾病的新兴治疗方法集中在“过继细胞疗法”，即使用患者自身细胞来实现免疫抑制的方法。

这些治疗细胞被患者的身体识别为“自身”，因此限制了副作用，并且经过专门设计以定位预期的治疗效果。

在治疗自身免疫性疾病时，目前的过继性细胞疗法主要集中在调节性T细胞(Treg)上，调节性T细胞由叉头盒蛋白3(Foxp3)的表达来定义。尽管Treg具有巨大的潜力，但将其用于治疗目的仍然是一个重大挑战。特别是，当前的递送方法导致T细胞工程效率低下。

Treg仅占循环外周血单核细胞的5-10%。此外，Treg缺乏将其与其他T细胞群区分开来的更特异性的表面标记。这些障碍使得收获、纯化和培养Treg细胞难以达到治疗相关的数量。

尽管在非淋巴器官(例如骨骼肌和内脏脂肪组织)中存在额外的组织驻留T调节细胞，但这些T调节细胞严重难以接近且数量很少。

现在，宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院生物工程副教授MichaelMitchell领导的研究团队开发了一种脂质纳米颗粒(LNP)平台，可将Foxp3信使RNA(mRNA)传递至T细胞以供应用在自身免疫中。他们的研究结果发表在《纳米快报》杂志上。

“与离体(体外)细胞工程相关的主要挑战是效率、毒性和规模化：我们的mRNA脂质纳米粒子(mRNALNP)使我们能够克服所有这些问题，”Mitchell说。

“我们工作的新颖性来自于三个主要组成部分：首先，使用mRNA，可以产生短暂的免疫抑制细胞;其次，使用LNP，可以有效传递mRNA并进行高效的细胞工程;最后，针对自身免疫性疾病的原代人类T细胞进行离体工程，为该疗法从实验室到临床的临床转化提供了最直接的渠道。”

“据我们所知，这是第一个用于改造T细胞以进行自身免疫疗法的mRNALNP平台之一，”他继续说道。“总的来说，这个平台可用于设计针对特定自身免疫性疾病的过继细胞疗法，并有可能用于为过敏、器官移植等创造治疗途径。”

将Foxp3蛋白递送至T细胞一直很困难，因为蛋白质不易穿过细胞膜。“mRNA编码Foxp3蛋白，Foxp3蛋白是一种转录因子，可以使T细胞免疫抑制而不是活跃，”第一作者、米切尔实验室的博士生和NSF研究员AjayThatte解释道。

“这些工程化T细胞可以抑制效应T细胞功能，这一点很重要，因为T细胞过度活跃是自身免疫性疾病的常见表型。”

此外，mRNA的大小、电荷和相对较低的复杂性使其能够轻松包装到有效的递送系统中，例如可电离LNP，这被证明是一个强大的递送平台，特别是对于mRNA，正如COVID-19疫苗的成功所证明的那样。

在这项新研究中，Mitchell和他的团队首先筛选了18个独特的LNP库，以确定用于将mRNA递送至人类CD4+T细胞的最佳LNP。

然后，他们为Foxp3mRNA重新配制了这种LNP，以生成Foxp3-T细胞，并检查该细胞是否有效抑制效应T细胞增殖。结果证明了使用mRNALNP设计针对自身免疫性疾病等的免疫抑制细胞疗法的潜力。

在未来的研究中，该团队计划检查这些工程化的Foxp3-T细胞对巨噬细胞和树突状细胞等其他免疫细胞的抑制作用。然后，他们希望将工程化的Foxp3-T细胞转移到自身免疫性疾病的小鼠模型中，以测试其功效和免疫效果。

最后，他们将寻求开发靶向LNP，将Foxp3mRNA传递到体内循环的T细胞，从而建立用于自身免疫性疾病治疗的原位工程平台。

“尽管在癌症应用中得到了广泛的探索，但在体外工程免疫细胞在自身免疫应用中的探索却较少。此外，在细胞工程过程中实现高效率和低毒性是极其困难的，”米切尔说。

“我们的LNP技术可以轻松高效地构建低毒性的T细胞。我们的工程T细胞可用于治疗一系列过度活跃的免疫疾病。”