北卡罗来纳大学夏洛特分校 实验流程示意图
学分:梅琳娜·理查森(北卡罗来纳大学夏洛特分校阿费宁实验室) 治疗性核酸——实验室创造的DNA或RNA片段，旨在用于阻断或修饰基因，控制基因表达或调节其他细胞过程——是一个有希望但仍在出现的生物医学治疗领域，已经有几种药物在使用，还有更多药物在试验中
核酸纳米颗粒(NANPs)是由核酸专门制成的可编程组件，其结构中以特定构型嵌入了许多治疗性核酸序列，设计用于同时包装和递送许多细胞间或细胞外治疗，以引起人类细胞的多种治疗作用
也许可以预见，对于一种新的药物类别，这种有希望的新治疗形式在临床试验中经常遇到困难
反复出现的问题使许多正在开发的产品无法获准使用，并对继续研究产生了令人沮丧的影响
这些困难中最主要的是对基于NANP的制剂的递送的不良免疫反应
在《自然协议》的一篇论文中，来自弗雷德里克癌症研究国家实验室的纳米技术研究人员玛丽娜·多布罗瓦尔斯卡娅和来自北卡罗来纳大学夏洛特分校的基里尔·阿费宁描述了一种可复制协议的开发，该协议可以准确评估不同纳米粒子在用于输送治疗性核酸时的定性和定量免疫特性
“由于免疫毒性，所有药物中有10%至20%在临床试验中被停用——核酸疗法也不例外，”阿弗宁说，他的研究重点是NANP发展和了解对NANP氏症的免疫反应
“对于纳米粒子来说尤其如此，因为核酸的治疗用途是一个相对年轻的领域
" “NANP氏症有许多未知的免疫特征，可能会阻止它们进入临床试验
这抑制了该领域的研究，因为研究人员知道，在数十亿美元的测试费用后，由于试验中的不良免疫反应，你可能仍然有一种药物失败，”他指出
“所以，这是关键:我们如何才能在给病人用药前仔细预测药物的免疫刺激？” 论文中提出的方案是一个详细的逐步过程，用于评估任何给定的NANP设计在施用给人类时的炎症特性，使用人类外周血单核细胞(“白细胞”)作为测试模型
论文中进行的体外实验使用了从100多名健康人体献血者的血液中新鲜提取和分离的细胞，尽管论文指出，只要三名献血者就足以说明免疫细胞的个体遗传多样性
“为了在我们的研究中获得广泛的样本，我们使用了100多名献血者，血液是在一年的不同时期抽取的，所以这是一个非常异质的血细胞池，”阿弗宁指出
“这个协议是可复制的，它使用了最精确的模型，”他说
“它比动物模型更能预测细胞因子风暴，坦率地说，这很神奇
这也让更多的研究人员可以负担得起，因为他们不必和动物一起工作
" 评估人类对不同粒子设计的免疫反应的可靠和准确的标准化方案对于支持纳米粒子的研究具有重要价值，该论文认为:“为了进一步推进纳米粒子从实验室到临床的转化，该领域非常需要可靠的实验方案来评估这些新型纳米材料的安全性和有效性
" “这很重要，因为有数百名研究人员在研究纳米粒子，每个人都有自己喜欢的配方，”阿弗宁说
“问题是它们都使用不同的协议
当你阅读他们的出版物时，很难说哪种配方更好，因为他们测试的条件完全不同——没有和谐
" 虽然毒性免疫反应可能会阻止特定的NANP设计进入临床试验，但该论文指出，在某些疗法中，由某些纳米粒子引起的某些特定免疫反应实际上可能是有用的和理想的
该方案既测量细胞免疫反应的定量性质(免疫反应的规模)，也测量其定性性质(免疫反应引起何种化学反应)
“这里测量的‘质量’是在对特定NANP的反应中会产生什么样的干扰素或细胞因子，”他说
“质量和数量都是关键问题
有时免疫反应并不坏或不理想——例如，通过使用该方案，我们可以评估特定NANP的免疫反应的质量和数量，以便将其用作疫苗佐剂
" 阿弗宁相信，由于在设计中进行了大量的实验，该方案产生了非常准确的结果
“该方案的步骤已经在超过60种不同的NANP设计中经过思考和验证，由我的实验室和该领域的其他人产生——这是一个非常有代表性的样本，”阿弗宁强调说
“我们的目标是协调测试，使之成为未来研究的里程碑
"
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