宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院的研究人员取得了一项关键性的突破，这一成果有助于缩小子痫前期孕妇面临的主要健康公平差距。子痫前期是一种由于胎盘血流不足导致的疾病，表现为孕妇血压升高和胎儿血流受限。
子痫前期是全球范围内导致死产和早产的主要原因之一，发生率约为3%至5%。早期被诊断出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。目前尚无治愈方法，患者只能通过服用降压药、卧床休息或提前分娩来缓解症状，无论胎儿是否存活。对于已经面临许多长期影响的个人健康决策的孕妇来说，如何治疗子痫前期可能是一个道德困境。
对于迈克尔·米切尔（Michael Mitchell）生物工程学副教授实验室的博士生凯尔西·斯温格尔（Kelsey Swingle）来说，这些选项远远不够。斯温格尔认为女性健康护理的不足对社会构成风险，而孕妇面临的未治愈且复杂的医疗条件早已需要真正的工程解决方案。
在之前的研究中，斯温格尔进行了一项成功的概念验证研究，研究了脂质纳米颗粒（LNPs）——帮助将新冠疫苗的mRNA送入细胞的递送分子——及其到达怀孕小鼠胎盘的能力。在她最新的研究中，发表在《自然》杂志上，斯温格尔研究了98种不同的LNPs及其降低子痫前期怀孕小鼠高血压和增加血管舒张的能力。她的研究表明，最佳的LNP比FDA批准的LNP配方在怀孕小鼠胎盘中递送mRNA的能力高出100多倍。
药物奏效了。“我们的LNP能够递送一种mRNA疗法，在整个妊娠期间降低母体血压，改善胎盘中的胎儿健康和血液流通，”斯温格尔说。“此外，出生时我们观察到幼崽窝重增加，这表明母亲和婴儿都很健康。我对这项工作及其当前阶段感到非常兴奋，因为它可能在不久的将来为人类患者提供子痫前期的真正治疗方法。”
尽管将这种子痫前期的治疗方法进一步开发并推向市场是研究团队的未来目标，但斯温格尔不得不从零开始使这项工作成为可能。她首先需要奠定基础，使用怀孕小鼠进行实验，并确定如何在该动物模型中诱发子痫前期，这些过程尚未得到充分研究。通过奠定这些基础，斯温格尔的工作不仅找到了治愈子痫前期的途径，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的研究更是少之又少。怀孕研究中的所有事情都不同。在小鼠中，我们追踪的是妊娠天数而不是妊娠周数，这样可以确切知道它们的妊娠期有多长。我需要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。”斯温格尔说。
在这项研究中，研究人员在怀孕小鼠中诱发了子痫前期。然后，团队筛选并分析了他们的98种LNP库，以确定哪种LNP最适合将mRNA递送到胎盘。他们选择了一种LNP，在妊娠第11天（总妊娠期为20天）注射一次最小有效剂量。这一单次注射治愈了子痫前期小鼠直到妊娠结束，但研究团队现在需要探索在较大动物和人类中治疗该病症所需的剂量数量。
“在我们研究的这个阶段，我们将首先将这种LNP用于较大的动物，如大鼠和豚鼠，以确定它在子痫前期的‘金标准’模型中效果如何，然后再推进到人体试验，”斯温格尔说。“在豚鼠上的测试将特别有趣，因为它们的胎盘与人类的非常相似，而且妊娠期更长，可达72天。我们将提出的问题包括‘这些动物需要多少剂量？’‘最小有效剂量是否会改变？’以及‘我们目前的LNP在每种动物中的效果如何？’”
随着斯温格尔考虑下一步的研究方向，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，同时理解它是如何到达胎盘的，这个问题目前仍未完全解答。
“我们已经在讨论创建一家衍生公司，并希望将这种LNP-mRNA疗法推进到临床试验和市场，”她说。“但是，为了改进药物并真正了解其工作机制，总是会有更多的研究要做。”
斯温格尔目前正在完成她的博士学位研究，不仅成功领导了这一系列推进子痫前期治疗的新研究，还激励了其他早期职业研究人员关注女性健康领域。
“在过去几年里，凯尔西热情地帮助我的实验室中的一支工程师团队成长和领导，他们热衷于女性健康，”米切尔说。“她真正理解强大的支持性科学社区对于执行尖端研究的重要性，我相信她将继续在推动女性健康进入聚光灯下方面取得成功。”
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