宾夕法尼亚大学的工程师Kelsey Swingle正在开发一种脂质纳米颗粒，用于递送mRNA治疗子痫前期。Credit: University of Pennsylvania
宾夕法尼亚大学的工程师们取得了一项关键突破，为患有子痫前期的孕妇解决了重大的健康公平问题。子痫前期是由于胎盘血流不足引起的，导致孕妇高血压和胎儿血流受限。
子痫前期是全球死产和早产的主要原因之一，发生在3%至5%的妊娠中。早期被诊断为子痫前期的孕妇及其婴儿面临更高的风险，包括严重的健康问题甚至死亡。
目前没有治愈方法，患者只能通过服用降压药、卧床休息或提前分娩（无论婴儿是否存活）来缓解症状。对于这些孕妇来说，任何治疗子痫前期的决定都可能是一个道德困境，因为她们已经面临许多对长期健康有影响的个人健康决策。
宾夕法尼亚大学生物工程副教授Michael Mitchell实验室的博士生Kelsey Swingle认为这些选项远远不够。Swingle认为女性健康护理中的差距对社会构成风险，而孕妇面临的未治愈和复杂的状况早就应该得到真正的工程解决方案。
在之前的研究中，Swingle进行了一项成功的概念验证研究，研究了一组脂质纳米颗粒（LNPs），这些颗粒曾帮助将COVID疫苗的mRNA送入细胞，以及它们到达怀孕小鼠胎盘的能力。
在她的最新研究中，发表在《自然》杂志上，Swingle研究了98种不同的LNPs及其到达胎盘、降低高血压和增加血管舒张的能力。她的研究表明，最佳的LNP在怀孕小鼠中递送mRNA到胎盘的能力比FDA批准的LNP配方高出100倍以上。
药物有效。“我们的LNP能够递送一种mRNA疗法，在整个孕期减少母体血压，改善胎盘中的胎儿健康和血液循环，”Swingle说。
“此外，出生时我们观察到幼崽的体重增加，这表明母亲和婴儿都很健康。我对这项工作及其当前阶段非常兴奋，因为它可能在不久的将来为人类患者提供真正的子痫前期治疗方法。”
虽然进一步开发这种子痫前期的治疗方法并将其推向市场是研究团队的目标，但Swingle不得不从零开始使这项工作成为可能。
她首先必须奠定基础，以便使用怀孕小鼠进行实验，并确定如何在该动物模型中诱导子痫前期，这些过程尚未得到充分研究。然而，通过奠定这一基础，Swingle的工作不仅为治愈子痫前期找到了一条途径，还为研究LNP-mRNA疗法解决其他生殖健康挑战打开了大门。
“事实证明，关于怀孕小鼠中mRNA LNPs的研究相对较少，而在子痫前期小鼠中几乎没有研究，”Swingle说。
“怀孕研究的一切都是不同的。在小鼠中，我们不是追踪孕周，而是追踪孕天，这样我们知道它们的怀孕进展到了哪一天。我必须学习小鼠胎盘的解剖结构，然后确定建立最接近人类疾病的子痫前期小鼠模型的最佳方法。”
在这项研究中，子痫前期是在怀孕小鼠中诱导的。然后，研究团队筛选并分析了他们的98种LNP库，以确定哪种LNP最擅长将mRNA递送到胎盘，他们选择了一种LNP，在怀孕第11天（总孕期20天）注射一次最低有效剂量。
这一单次注射治愈了怀孕小鼠的子痫前期，直到孕期结束，但现在团队必须探索在较大的动物和人类中治疗这种疾病需要多少剂量。
“在我们研究的这个阶段，我们将首先在大鼠和豚鼠等较大动物中测试这种LNP，以确定它在子痫前期的‘金标准’模型中的效果，然后再推进到人体试验，”Swingle说。
“在豚鼠身上测试我们的LNP将特别有趣，因为它们的胎盘与人类非常相似，且孕期长达72天。我们将提出的问题包括：‘这些动物需要多少剂量？’‘最低有效剂量会改变吗？’以及‘我们当前的LNP在每种动物中表现如何？’”
当Swingle展望下一步研究时，她还将与其他正在进行的研究生项目合作，进一步优化LNP以更高效地递送mRNA，以及理解它是如何到达胎盘的，这个问题目前还没有完全解答。
“我们已经在讨论创建一家衍生公司，并希望将这种LNP-mRNA疗法带入临床试验和市场，”她说。“但始终会有更多的研究需要做，以改进药物并真正了解其工作原理。”
目前即将完成博士学位研究的Swingle不仅成功领导了这一系列新研究，推动了宾夕法尼亚大学在子痫前期治疗方面的进展，还激励了其他早期职业生涯的研究人员关注女性健康领域。
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