病毒通过将它们的遗传密码——DNA和RNA——递送到人体细胞中并扩增，从而攻击人体。利用合成核酸来锁定和关闭特定的有害基因，防止病毒传播，是一种很有前途的治疗思路，然而，只有少数基于RNA干扰的的治疗方法或siRNA获得批准。其中一个主要问题是如何将siRNA递送进入人体并引导其到达目标。

Cockrell 工程学院的研究人员《Journal of Controlled Release》的一篇新论文中，介绍了他们构建的几种不同类型的纳米颗粒，并分析了它们递送和保护siRNA免受人体免疫系统伤害的能力。解决这个问题显然有助于提高siRNA的靶向有效性。

最近，mRNA疫苗在抗击新冠疫情中大放异彩，已经成为流行词汇的一部分，这些COVID-19疫苗利用mRNA告诉细胞产生抗体来对抗冠状病毒刺突蛋白。疫苗是RNA应用的一个较新领域，对于关注疾病疗法的研究人员来说，siRNA早已是关注的重点，因为siRNA可以通过微调来阻断/下调体内许多不同种类的基因——siRNA专门靶向mRNA(信使RNA的简称)，间接调控基因表达。由于许多疾病的症状都来自于蛋白质生产过剩或不足，如果能找到导致这种生产过剩或不足的基因，某种程度上将其关闭，就能够调整这种过剩或者不足。这种“上游”解决方案是传统疗法无法实现的。siRNAs出现在蛋白质表达水平之前，用它们来改变基因表达水平或许可以给我们更好的结果。

但是，“人体是一个如此多样化的地方，有如此多的系统来保护我们免受外来物质的伤害，无论何时你试图引入一种合成的衍生材料，它几乎立即激活免疫系统的防御，所以你需要对siRNA进行某种保护。”在药物输送研究专家Nicholas peppas的实验室工作的Aaliyah Shodeinde说。

所以，基于核酸的治疗方法虽然有望成为治疗各种疾病的有前途的途径，然而，由于缺乏能确保安全有效的、并且在空间和时间上可控制的递送这些核酸的策略，阻碍了这些疗法的临床转化。研究人员此前的研究表明，具有环境响应性的水凝胶具有作为递送siRNA的保护性载体的所需特性和能力，他们分析了一系列合成的、具有所需pKa，表面pEG密度等参数的纳米颗粒制剂，分析各自的体外毒性，溶血能力，siRNA载量和基因沉默功效，筛选出表现出最低的细胞毒性程度，pH依赖性破膜能力，最高的siRNA载量和最高的转染效率的制剂。

peppas实验室制备的几种不同类型的纳米颗粒被证明在siRNA传输方面是有效的。研究小组评估了这些颗粒从环境中耐受刺激的能力——比如改变pH值而不会分解——从而进行相应调整。他们尝试在保护siRNA和有效抑制目标基因、与尽量减少颗粒的毒性之间找到适当的平衡。

Shodeinde说:“研究人员需要记住，一个完美的系统目前可能不可行，需要在这么多参数尺度之间找到平衡。我们能够成功实现的是平衡如此多的不同参数，以找到最佳点。”

这项工作建立在之前几篇由peppas实验室发表的、专注于开发用于药物传递的水凝胶和纳米颗粒的论文基础上。就在上周，peppas、Shodeinde和化学工程博士生Deidra Ward还在《Advanced Healthcare Materials》杂志上发表了一篇关于这方面的新论文，讨论了他们对未来基于RNA的治疗方法在某些类型癌症治疗中的展望。接下来，研究人员将要研究如何改善细胞靶向性，关键是要确保sirna只与目标细胞相互作用，而不关闭它们不应该关闭的任何东西。