威斯康星大学的研究人员开发了一种更安全有效的方法，为治疗癌症和肝病以及疫苗接种提供了一种有前途的新方法，包括来自Moderna Therapeutics的新冠疫苗和人体临床试验。
这项技术依赖于将精心设计的信使核糖核酸片段插入细胞。信使核糖核酸(信使核糖核酸)是人类细胞通常从人类脱氧核糖核酸中转录的一种遗传物质，以制造有用的蛋白质和进行商业活动。并且，在不影响免疫系统的情况下安全完整地递送mRNA的问题阻碍了基于mRNA的治疗，但是威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员正在制造微小的矿物质球，这似乎在老鼠身上发挥了作用。
威斯康星大学的生物医学工程和骨科教授威廉莫菲说：“这些粒子表面有纳米级的孔，可以吸收和携带蛋白质或信使RNA等分子。”“他们模仿了考古学中常见的东西，当我们在几千年前的骨骼样本或蛋壳上发现完整的蛋白质或DNA时。矿物质一直在帮助稳定这些分子。”
墨菲和UW-麦迪森合作进行了一系列实验，使用的是直径为5到10微米的矿物包覆颗粒(MCM)，大约相当于人类细胞的大小。在用MCM处理的小鼠中，伤口愈合更快，相关实验中的细胞显示，与其他递送方法相比，mRNA分子的提取效率更高。
研究人员今天在《科学进展》杂志上描述了他们的发现。
在健康细胞中，脱氧核糖核酸被转录成核糖核酸，这是细胞机器用来制造蛋白质的指令。在实验室创造的一个基因片段可以被这个过程取代，告诉细胞产生新的东西。如果某样东西是抗原，也就是可以提醒免疫系统注意潜在有害病毒的分子，那么mRNA就可以完成疫苗的工作。
威斯康星大学麦迪逊分校的研究人员编码了mRNA，并指示细胞核糖体泵出一种生长因子，这种生长因子可以促进愈合过程，但这些过程在糖尿病小鼠(以及许多严重的糖尿病患者)中很慢或不存在。
然而，mRNA在体内的寿命非常短，因此递送到细胞通常意味着给予大剂量和频繁的剂量，其中mRNA链由称为阳离子聚合物的分子制成的容器携带。
墨菲说：“阳离子成分往往有毒。你传递的mRNA越多，治疗效果越好，但越有可能看到毒性作用。因此，这是一种权衡，”他说。我们发现，当从MCM运输时，我们没有看到这种毒性。而且，因为MCM传输可以保护mRNA不被降解，所以你可以在想要的位置得到更多的mRNA，减少毒性作用。"
这项新研究还将mRNA与免疫系统抑制蛋白配对，以确保靶细胞不会将mRNA提取为异物并将其破坏或排出。
成功的mRNA递送通常能使细胞根据新的指令运行约24小时，它们产生的分子将分散在全身。这对疫苗及其产生的抗原来说已经足够了。为了维持一个漫长的过程，例如生长替代组织来愈合皮肤或器官，细胞产生的蛋白质或生长因子需要停留更长时间。
墨菲说：“我们在MCM上看到的是，一旦细胞吸收mRNA并开始产生蛋白质，蛋白质就会立即结合回到MCM颗粒中。”“那么它将在几周后发布。基本上，我们使用的是通常持续几个小时甚至一天的东西，并使其持续很长时间。”
而且，由于MCM足够大，它们不会进入血液并飘走，它们会停留在需要释放有用治疗方法的位置。在老鼠身上，这种治疗活动持续了20多天。
墨菲说：“它们是由类似于珐琅和骨头的矿物质制成的，但它们被设计成在不再有用时被人体吸收。”墨菲说，他的工作得到了美国环境保护署、美国国立卫生研究院和美国国立卫生研究院的支持。来自国家科学基金会和麦迪森大学校友迈克尔和玛丽苏香农的捐款。
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