Grupo Liu Shuai da Universidade de Zhejiang desenvolve um veículo de entrega de mRNA monocomponente de lípidos catiônicos para alvejar células T do baço após administração intravenosa

Nanopartículas lipídicas de quatro componentes(LNPs)Os ensaios clínicos amplamente utilizados na vacina de mRNA 9 do COVID-1 comercializada e em uma grande quantidade de terapias com mRNA demonstraram sua eficácia na transmissão de mRNA para o fígado e os músculos. A distribuição direcionada extrahepática de medicamentos de mRNA é de grande importância para o tratamento de várias doenças que afetam órgãos não hepáticos, especialmente a entrega específica de mRNA direcionada ao baço e às células T oferece uma opção notável para imunoterapia do câncer e indução de respostas imunológicas antivirais.

No entanto, a entrega de alvos de mRNA para tecidos extrahepáticos continua a ser um desafio importante para limitar o desenvolvimento de suas aplicações. As técnicas atuais de direcionamento ao baço tendem a reduzir a eficiência ou eficácia da transfecção, resultando em uma expressão global de mRNA no baço ainda menor do que no fígado quando um novo veículo de entrega é usado.

Em 18 de abril de 2024Grupo Liu Shuai da Faculdade de Farmácia da Universidade de ZhejiangEmEdição Internacional Angewandte Chemiepublicado com o títuloLipídeos catiônicos de um componente para entrega sistêmica de mRNA para células T esplénicasartigo de pesquisa. Este estudo propõe,Lípidos catiônicos ricos em interminasPode ser independente.Portador de componente únicoEntrega eficaz de mRNA in vitro e in vivo.Além disso, esses veículos ajudam a entregar eficazmente o mRNA para a subpopulação de células T do baço após a administração intravenosa, mostrando um enorme potencial para aplicações de imunoterapia. Essa estratégia simples expande a utilidade dos liposomas na entrega de mRNA extrahepática, fornecendo novas informações para o desenvolvimento de veículos além do LNP para impulsionar ainda mais o desenvolvimento no campo da terapia de mRNA de precisão.

Como um componente importante da maioria dos veículos LNP de quatro componentes, muitos estudos foram realizados para projetar vários lípidos catiônicos contendo uncaminas.(Um-R-T)Geralmente são sintetizados por análogos amina e epóxido ou acrilato. Controle cuidadosamente a temperatura de reação e a proporção de molar do anel de abertura do epóxido e do material inicial adicionado por Michael para obter lípidos catiônicos ricos em interminas(An-R-S) (Figuras 1B e 1C)e preparar nanopartículas de lípidos catiônicos / mRNA usando este projeto de lípidos ionizáveis como um veículo monocomponente(CLNs)- É.

Figura 1. Design de síntese de um único veículo lipídico de íons solares

Experimentos de triagem in vitro mostraram,Lípidos ionizáveis ricos em diaminas(AnEP-S e An-Ac-S)Mediado pela forte expressão de mRNA e citotoxicidade mínima, o melhor candidato à droga apresenta lipídeos de peculamina(An-EP-T e An-Ac-T)Alta eficiência de entrega em 4 níveis de quantidade.Em comparação com os LNPs ALC-0315, os CLNs TE-EP10-S com melhor eficiência mostraram uma melhoria de 43 vezes.

Na ligação / encapsulamento de mRNA, os lípidos de tetra-amina mostraram apenas uma taxa baixa de ligação de mRNA inferior a 60%, enquanto a taxa de ligação de mRNA de um único lípido intermediário atingiu 95%.(Figura 2D). O tamanho do CLN de preparação do pipete é relativamente grande, dependendo do dispositivo de microfluido pode reduzir eficazmente o tamanho das partículas,O melhor tamanho é mantido100 nm左右. Como os lípidos An-R-S são ricos em metaaminas e caudas hidrofóbicas, a estabilidade dos CLNs é garantida pela eletrostática e hidrofóbica do mRNA, mesmo em soros bovinos fetais de 10% a 4 ° C(FBS)Após 7 dias de incubação no soro, os CLNs permanecem estáveis ​​sob este design(Figura 2E)- É.

Determinação da hemolisis por ruptura de glóbulos vermelhos e transferência de energia por ressonância fluorescente(Fret)Análise de fusão lipídica, mostrandoNão há diferença significativa na fuga intracorporal entre os dois lípidos ricos em aminas(Figura 2G)a imagem de fluorescência confocal confirma a fuga eficaz dos CLNs intermínicos otimizados do corpo interno(Figura 2H)Em vez disso, os veículos correspondentes de uncamina mediam uma fuga endoscópica limitada devido à baixa ingestão celular. Estes resultados destacam o avanço dos lípidos ionizáveis de um único componente na superação de várias barreiras à entrega. Além disso, a CLN baseada em interminas é melhor do que a tertamina devido à melhoria da ligação ao mRNA e da ingestão celular.

Figura 2. Análise de Composição e Propriedades Físico-Químicas do Lípido Soliónico Monocomponente CLN

O estudo avaliou ainda mais a direcionamento orgânico dos CLNs em ratos C57BL/6, com uma dose intravenosa de 0,25 mg/kg.(Figura 3A). Ao contrário dos LNPs que visam principalmente o fígado, os lípidos ionizantes de um único componente mediam principalmente a expressão de mRNA no baço alvo.

O TE-EP8-S temDuas caudas hidrofóbicaseCinco AmigosOs CLNs obtidos obtiveram a maior expressão de mRNA no baço.(Figura 3B). Sua expressão de fluorescenase mediada é várias ordens de quantidade mais alta no baço e apresenta aumento de dependência da dose.

Figura 3. Entrega de mRNA in vivo de CLNs monocomponentes

Modelo de rato Ai9 que introduz o sistema recombinante loxp-Cre pode induzir a expressão de tdTomato na presença da proteína recombinante Cre para remover a caixa de sinalização de terminação da transcrição(para cassetes)Os experimentos mostraram que os CLNs TE-EP8-S carregados com mRNA de Cre promoveram eficazmente a expressão de proteínas no baço, e quase 6% das células T foram transfectadas após a administração intravenosa.(Figuras 4B e C)- É.

Figura 4. TE-EP8-Scln mediar a tradução de mRNA de células T do baço

Um único conjunto de lípidos catiônicos proposto neste estudo é usado diretamente para a construção de veículos, paraMedicamentos de mRNAOutra opção de entrega é oferecida e existe o potencial de entregar o mRNA para o tecido extrahepático. Os métodos de veículos monocomponente baseados em interminas propostos neste artigo podem ser expandidos para uma ampla gama de veículos de lípidos e polímeros catiônicos, abrindo novas direções de pesquisa para o desenvolvimento de tecnologias e aplicações de transmissão de mRNA.