在体修复心脏纤维化,mRNA技术展现新潜力,目前已开始商业化

心脏病一直以来是人类的主要杀手。其中心脏纤维化是一种常见的心脏病类型,每年会导致大量的人死亡。今年1月初,美国宾夕法尼亚大学研究人员通过CAR-T疗法和mRNA技术,研发出一种新型治疗心脏病手段,一时间刷爆朋友圈。他表示,目前正在用mRNA做HIV的试验疫苗。

心脏病一直以来是人类的主要杀手。其中心脏纤维化是一种常见的心脏病类型,每年会导致大量的人死亡。

今年1月初,美国宾夕法尼亚大学研究人员通过CAR-T疗法和mRNA技术,研发出一种新型治疗心脏病手段,一时间刷爆朋友圈。

01 CAR-T疗法和mRNA技术,助力心脏纤维化治疗

这项新研究由宾夕法尼亚大学心血管研究中心教授乔纳森·爱泼斯坦(Jonathan Epstein)博士率领团队完成,发表在《科学》(Science)杂志上。

据爱泼斯坦介绍,目前他们已成立了一家公司来专项推进这项工作,公司的名字为Equity in Teefib,是一家专注于CAR-T治疗纤维化的生物技术公司。但有关这家公司的信息还非常少。

乔纳森·爱泼斯坦(Jonathan Epstein)

爱泼斯坦表示,“几乎所有心脏病都伴有纤维化,这种纤维化的疤痕组织妨碍了心脏舒张和收缩,直接诱发了近半数的心力衰竭。组织纤维化同样也是导致肺和肾脏疾病的主要原因,但目前还没有有效的治疗方法。”

目前,这项治疗手段只是通过了鼠类实验,但对于数百万心肌因纤维化损伤的人来说,带来了无限希望。

02 新疗法背后的技术

接下来,我们先简单介绍下CAR-T疗法和mRNA技术,然后再介绍这项研究的成果。

在传统的白血病治疗中,有一种非常有效的靶向疗法CAR-T(嵌合抗原受体T细胞)疗法,它能对患者体内的免疫细胞进行基因改造,使之转译出特定糖蛋白来识别肿瘤细胞。

它让人体内的免疫细胞精准识别癌细胞,就像带上了一把特定的锁,当细胞找到癌细胞上的钥匙时,就能精准将癌细胞杀死,而不至于大量误伤正常细胞。

那么,mRNA技术又是怎样的呢?

我们都知道DNA是由四种碱基配对双螺旋而成,在其复制和转录中,DNA解螺旋后,产生了两条单链,与其中一条单链上的碱基互补配对的,合成了mRNA链,接下来核糖体通过识别mRNA上的碱基组合,再将氨基酸合成肽链,肽链在内质网、高尔基体作用下盘曲折叠加工修饰成蛋白质,就这样遗传信息从DNA向蛋白质转化了。

在新冠疫情期间,mRNA疫苗大放异彩,mRNA疫苗刺激细胞产生一种常常在新冠病毒表面发现的特定糖蛋白,它就像一把特定的钥匙。人类的免疫系统通过一次次注射疫苗熟悉了这把“钥匙”,就会精准配对这把钥匙,然后杀死有这个“钥匙”的细胞。

当人们真正遭到病毒攻击时,免疫系统会识别出这种“钥匙”所在的病毒。

03 新型疗法有很大的发展空间

去年,全球有十多亿人接受了mRNA新冠疫苗,mRNA展现出良好的耐受性和成功率。实际上,科学家在思考,mRNA技术是不是能用来治疗更多的疾病?

CAR-T疗法治疗心脏纤维化

而在爱泼斯坦的这项研究中,他们应用了CAR-T特定标识细胞的构想,又参考了mRNA在体内产生特定“钥匙”的想法。不同的是,爱泼斯坦构想的这项治疗手段是在体内完成的,相比于CAR-T需要在体外进行编辑,大大增加了这项治疗手段的普适性。

事实上,这一新疗法的合伙人宾夕法尼亚大学教授卡尔·朱诺(Carl June)也是CAR-T疗法的创始人之一,他还是这篇论文的通讯作者之一。

这项研究也是在机缘巧合下促成的。当时爱泼斯坦的一个研究生认为 CAR-T可以治疗心脏纤维化。几天后,爱泼斯坦在电梯里遇到了朱诺,就和他探讨了一番,才有了如今的成果。

体外(上)和在体(下)生成CAR-T细胞对比

在治疗心肌纤维化应用中,mRNA诱导细胞产生纤维化细胞表面的糖蛋白,然后让免疫细胞消灭这些纤维化细胞,相比于CAR-T直接编辑T细胞,mRNA更加的安全高效,因为基因被编辑后的T细胞长期存在于人体中,可能会攻击其他细胞,但是mRNA技术就没有这种风险,因为mRNA在体内存活的时间很短。

通过PET,我们可看到心脏受损的位置

而且得益于现在高速发展的成像技术,可以即时看到纤维化的治疗进程。

爱泼斯坦表示,尽管如此,还是有很多风险存在,用这种方法治疗心脏纤维化长路漫漫。他们接下来打算进行大型哺乳动物实验,最好两年内可以上临床,来制定出更加合适的剂量以及恰当的治疗手段。

爱泼斯坦称,“我非常开心现在的这种疗法有很大的发展空间。不像癌症治疗那样,医生为了避免复发会竭尽所能杀掉所有癌细胞。但对组织纤维化来说,任何一点小的治愈都能大大改善患者的生活。尽管上临床还要很久,但此次实验也证明mRNA的潜能绝不止新冠疫苗。”

宾夕法尼亚大学科学家德鲁·魏斯曼(Drew Weissman)博士是mRNA技术的先驱之一,也是“铁粉”。他表示,目前正在用mRNA做HIV的试验疫苗。

除了艾滋疫苗,mRNA技术已在很多种疫苗中应用了,如预防流感、带状疱疹、呼吸道合胞病毒,甚至在治疗癌症上也有应用。

“RNA潜力无穷,以后是RNA的世界。”魏斯曼表示。

参考资料

1.https://www.dispatch.com/story/news/healthcare/2022/02/04/covid-vaccine-mrna-technology-offers-hope-heart-disease-treatment/6597434001/

2. https://www.science.org/doi/10.1126/science.abm0594

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