قبل از عرضه واکسن‌های mRNA ضد SARS-CoV-2، بعید بودکه ایده تزریق mRNA آزمایشگاهی به‌عنوان دارو به ذهن شما خطور کرده باشد. با این حال، در آزمایشگاه استفان، این تنها یکی از رویکردهای مهندسی ایمنی نوآورانه بود که سال‌ها مورد بررسی قرار گرفته است.
آزمایشگاه استفان ابزارهایی طراحی می‌کند که سیستم ایمنی بدن را برای مبارزه با سرطان آموزش می‌دهد. دکتر ماتیاس استفان گفت: «تاکنون، علم پزشکی روشی نداشته که بتواند به سرعت سیستم ایمنی را برای از بین بردن سرطان آموزش دهد.»
وی افزود: «واکسن‌ها ممکن است ماه‌ها برای ایجاد پاسخ زمان نیاز داشته باشند، که در طی آن بیماری می‌تواند کشنده شود.»
در سال ۲۰۲۰، استفان و همکارانش مقاله‌ای را در Nature Communications منتشر کردند که رویکرد استاندارد مهندسی سلول T را تغییر داد. آن‌ها به جای جداسازی، مهندسی و تزریق مجدد سلول‌های T خود بیمار، پرسیدند، چرا با استفاده از mRNA تزریقی، هزینه و ناراحتی بیمار را کم نکنیم؟
ابتدا، این تیم تحقیقاتی نانوذرات پایداری را مهندسی کردند که می‌توانستند آن‌ها را با مواد درمانی بارگذاری کنند، سپس «باری» از mRNA رونویسی شده در شرایط آزمایشگاهی به آن اضافه کردند. این mRNA یک گیرنده آنتی‌ژن کایمریک (CAR) یا یک گیرنده سلول T با تمایل بهینه شده (TCR) را رمزگذاری می کند که آنتی ژن‌های مختلف مخصوص بیماری‌ها را تشخیص می دهد. نانوذرات با آنتی‌بادی‌هایی پوشانده شدند که به‌طور خاص آن‌ها را به سلول‌های T در گردش متصل می‌کنند و به سلول‌های T اجازه می‌دهند mRNA را بگیرند، آن را ترجمه کنند و شروع به استفاده از CAR یا TCR برای یافتن و مبارزه با سلول‌های سرطانی کنند.
آزمایش‌های اولیه آن‌ها انتقال بسیار کارآمد سلول‌های T انسانی جدا شده را نشان داد، هم قدرت و هم مدت بیان گیرنده با سلول‌های T برنامه‌ریزی شده با انتقال استاندارد رتروویروسی قابل مقایسه بود.
آزمایشگاه استفان به سمت آزمایش روی مدل‌های موش حرکت کرد و اینجا بود که این پروژه شکوفا شد. لنفوسیت‌های CAR یا TCR برنامه‌ریزی‌شده با نانوذرات به خوبی به بافت‌های تومور نفوذ کردند و باعث رگرسیون قابل‌توجه بیماری در مدل‌های موش سرطان خون، سرطان پروستات و کارسینوم کبدی ناشی از هپاتیت B (HCC) شدند. در واقع، تزریق مکرر با این نانوحامل‌های حاوی mRNA باعث پسرفت بیماری در هر سه نوع سرطان در سطوحی مشابه تزریق‌های سلول‌های T مهندسی شده خارج از بدن می‌شود.
به گفته دکتر استفان، آنتی‌بادی‌های نوترکیب می‌توانند پاسخ‌های ضد توموری فوری ایجاد کنند، اما به عنوان یک روش غیرفعال درمان، آن‌ها نیاز به تجویز مکرر یا حتی مادام‌العمر دارند، زیرا به سرعت از گردش خون پاک می‌شوند. در مقابل، سیستم برنامه‌نویسی درجا که ما توسعه دادیم می‌تواند سلول‌های T خاص تومور را تولید کند که به طور فعال در هدف موضعی می‌شوند و سلول‌های سرطانی را به‌طور سریالی نابود می‌کنند.