การส่งวัคซีนอาร์เอ็นเอเข้าไปที่เซลล์สามารถแบ่งเป็นสองอย่างคร่าว ๆ คือ เกิดนอกกาย (ex vivo) หรือในกาย (in vivo)[3]

นอกกาย

dendritic cell (DC) เป็นเซลล์ภูมิคุ้มกันชนิดหนึ่งซึ่งทำหน้าที่แสดงแอนติเจนที่ผิวเซลล์ แล้วมีปฏิสัมพันธ์กับ T cell[upper-alpha 1]ซึ่งเริ่มการตอบสนองของภูมิคุ้มกันDC สามารถเก็บจากคนไข้ โปรแกรม DC ด้วยเอ็มอาร์เอ็นเอ แล้วฉีดกลับเข้าในคนไข้เพื่อให้ภูมิคุ้มกันตอบสนอง[43]

ในกาย

หลังจากได้พบว่า การส่งเอ็มอาร์เอ็นเอที่สร้างขึ้นนอกร่างกายแบบ in vitro นำไปสู่การแสดงออกโปรตีนในกายเนื่องกับอาร์เอ็นเอที่ฉีดเข้าร่างกายนั้น วิธีนี้จึงน่าสนใจยิ่งขึ้น ๆ[44]เพราะมีข้อดีเหนือกับวิธีนอกาย โดยเฉพาะก็คือ เลี่ยงค่าใช้จ่ายในการเก็บแล้วปรับ dendritic cell ของคนไข้ และเลียนการติดเชื้อโดยธรรมชาติแต่ก็มีอุปสรรคที่ต้องแก้ก่อนวัคซีนอาร์เอ็นเอจะใช้ได้ดีเพราะร่างกายมีกลไกทางวิวัฒนาการที่กันกรดนิวคลีอิกแปลกปลอม และย่อยสลายอาร์เอ็นเอโดยเอนไซม์ RNase ซึ่งต้องหลีกเลี่ยงเพื่อให้อาร์เอ็นเอถอดรหัสได้อนึ่ง อาร์เอ็นเอยังหนักเกินที่จะแพร่กระจายภายในเซลล์โดยตนเอง ดังนั้น ก็อาจถูกค้นพบโดยเซลล์และกำจัด

เอ็มอาร์เอ็นเปล่า

การฉีดเอ็มอาร์เอ็นเปล่า (naked) หมายถึงอาร์เอ็นเอจะใช้กับสารละลายบัฟเฟอร์เท่านั้น[45]วิธีเช่นนี้รู้จักตั้งแต่ต้นคริสต์ทศวรรษ 2000งานทดลองทางคลินิกแรกในโลกที่ใช้วิธีนี้เกิดในเมืองทือบิงเงิน เยอรมนี ที่ใช้วัคซีนเอ็มอาร์เอ็นเอฉีดเข้าใต้หนังกำพร้า (intradermal injection)[46][47]

การใช้อาร์เอ็นเอเป็นวัคซีนเกิดในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1990 ในรูปแบบเอ็มอาร์เอ็นเอที่ขยายตัวเอง (self-amplifying)[48][49]วัคซีนเอ็มอาร์เอ็นเอหลัก ๆ สองอย่างคือที่ไม่ขยายตัวเอง (แบบธรรมดา ใช้เวกเตอร์ไวรัส) กับที่ขยายตัวเอง (self-amplifiying) และไม่ได้ใช้เวกเตอร์ไวรัสเมื่อไม่ใช้เวกเตอร์ไวรัส เอ็มอาร์เอ็นเอจะเข้าไปยังไซโทพลาซึมของเซลล์และขยายตัวเอง ในที่สุดนำไปสู่การแสดงออกโปรตีนที่เป็นแอนติเจน[50][51]

ยังปรากฏอีกด้วยว่า ช่องทางการฉีดวัคซีน เช่น เข้าไปใต้ผิวหนัง (intradermal) เข้าเส้นเลือด (intravenous) เข้ากล้ามเนื้อ (intramuscular) จะทำให้เซลล์นำเอ็มอาร์เอ็นเอเข้าระดับต่าง ๆ กัน การเลือกช่องทางการให้วัคซีนจึงสำคัญมากเช่น งานศึกษาหนึ่งแสดงว่า เทียบกับช่องทางอื่น ๆ ทั้งหมด การฉีดเข้าต่อมน้ำเหลืองทำให้เซลล์ T[upper-alpha 1] ตอบสนองมากที่สุด[52]

กลไกของเอ็มอาร์เอ็นเอที่ขยายตัวเองอาจแตกต่างกันมาก เพราะเป็นโมเลกุลที่ใหญ่กว่ากันมาก[3]

เวกเตอร์โพลีเพล็กซ์

พอลิเมอร์ที่ก่อกระบวนการ cationic polymerization[upper-alpha 2]คือ cationic polymer สามารถผสมกับเอ็มอาร์เอ็นเอเพื่อสร้างเครื่องหุ้มที่เรียกว่า โพลีเพล็กซ์ซึ่งป้องกันเอ็มอาร์เอ็นเอลูกผสมจากเอนไซม์ ribonuclease และช่วยในการเข้าไปในเซลล์โพรทามีน (protamine)[upper-alpha 3]เป็นเพปไทด์แคตไอออนที่มีตามธรรมชาติ และได้ใช้หุ้มเอ็มอาร์เอ็นเอในวัคซีน[55]

เวกเตอร์อนุภาคนาโนลิพิด

ครั้งแรกที่องค์การอาหารและยาสหรัฐได้อนุมัติให้ใช้อนุภาคนาโนที่เป็นลิพิดเพื่อส่งยาก็ในปี 2018 เมื่ออนุมัติยา small interfering RNA (siRNA) คือ Onpattro[56]เพื่อรักษาโรคเส้นประสาทหลายเส้น (polyneuropathy)การหุ้มโมเลกุลเอ็มอาร์เอ็นเอในอนุภาคนาโนลิพิดเป็นพัฒนาการที่สำคัญยิ่งในการผลิตวัคซีนเอ็มอาร์เอ็นเออันได้ผล เพราะฝ่าอุปสรรคทางเทคนิคสำคัญหลายอย่างในการส่งโมเลกุลเอ็มอาร์เอ็นเอเข้าไปในเซลล์[56][57]โดยหลักก็คือ ลิพิดเป็นชั้นป้องกันไม่ให้เอ็มอาร์เอ็นเอเสื่อม ซึ่งทำให้โปรตีนแสดงออกได้ดีกว่าอนึ่ง การปรับชั้นนอกของลิพิดโดยเฉพาะ ๆ ทำให้สามารถเล็งเป้าที่เซลล์โดยเฉพาะ ๆ ผ่านปฏิสัมพันธ์ของลิแกนด์อย่างไรก็ดี มีงานศึกษาหลายงานที่ชี้ปัญหาในการศึกษาการส่งยาแบบนี้ คือแสดงว่า เซลล์รับอาร์เอ็นเอได้ไม่เท่ากันระหว่างการใช้อนุภาคนาโนในกาย (in vivo) กับนอกกาย (in vitro)[58]อนุภาคนาโนสามารถส่งไปยังเซลล์ได้หลายช่องทาง เช่น ทางเส้นเลือด หรือทางระบบน้ำเหลือง[56]

เวกเตอร์ไวรัส

นอกเหนือจากวิธีส่งยาโดยไม่ใช้ไวรัสแล้ว ไวรัสแบบอาร์เอ็นเอยังสามารถดัดแปลงทางพันธุวิศวกรรมให้กระตุ้นการตอบสนองของภูมิคุ้มกันคล้าย ๆ กันไวรัสที่ปกติใช้เป็นเวกเตอร์รวมทั้งรีโทรไวรัส เล็นทิไวรัส อัลฟาไวรัส และแร็บโดไวรัส (rhabdovirus) แต่ละอย่างต่างมีโครงสร้างและการทำงานที่ไม่เหมือนกัน[59]งานศึกษาทางคลินิกได้ใช้ไวรัสเช่นนี้สำหรับโรคต่าง ๆ ในสิ่งมีชีวิตตัวแบบ เช่น หนู ไก่ และไพรเมต[60][61][62]