Zhejiang-Universität Liu Shuai Themengruppe entwickelt monokomponenten cation-lipid mRNA-Lieferträger, die Milz-T-Zellen nach der intravenösen Dosierung zielen

Vier Komponenten Lipid Nanopartikel(LNPs)In klinischen Studien, in denen COVID-1 9-mRNA-Impfstoffe und eine Vielzahl von mRNA-Therapien weit verbreitet wurden, wurde ihre Wirksamkeit bei der Übertragung von mRNA an die Leber und die Muskeln nachgewiesen. Die gezielte extrahepatische Verteilung von mRNA-Medikamenten ist von großer Bedeutung für die Behandlung einer Vielzahl von Erkrankungen, die nicht-Leberorgane betreffen, insbesondere die spezifische mRNA-Lieferung, die auf Milz und T-Zellen ausgerichtet ist, bietet eine auffällige Wahl für die Krebsimmuntherapie und die Induktion einer antiviralen Immunantwort.

Trotzdem ist die Lieferung von mRNA-Zielen an extrahepatische Gewebe weitgehend eine wichtige Herausforderung, die die Entwicklung ihrer Anwendungen einschränkt. Derzeitige Milz-Targeting-Techniken neigen dazu, die Transfektionseffizienz oder die Wirksamkeit zu reduzieren, was dazu führt, dass die Gesamtexpression von mRNA in der Milz immer noch niedriger ist als in der Leber, wenn ein neuer Lieferträger verwendet wird.

Am 18. April 2024 stammtLiu Shuai Fachgruppe der Zhejiang University Pharmacy SchoolinAngewandte Chemie International EditionVeröffentlicht unter dem TitelEinkomponente-kationische Lipide für die systemische mRNA-Lieferung an Splenische T-ZellenForschungsarbeiten. Diese Studie schlägt vor,Interaminreiche Cationische LipideKann als unabhängigEinzelkomponententragerEffiziente Lieferung von mRNA in vitro und in vivo.Darüber hinaus helfen diese Träger, mRNA nach einer intravenösen Dosierung effektiv an die Milz-T-Zell-Subpopulation zu liefern, was ein großes Potenzial für Immuntherapeutische Anwendungen zeigt. Diese einfache Strategie erweitert den Nutzen von Liposomen bei der extrahepatischen mRNA-Lieferung und bietet neue Einblicke in die Entwicklung von Vehikeln außerhalb der LNP, um die Entwicklung im Bereich der präzisen mRNA-Therapie weiter voranzutreiben.

Als wichtiger Bestandteil der meisten vierkomponentigen LNP-Träger wurden zahlreiche Untersuchungen durchgeführt, um eine Vielzahl von cationischen Lipiden zu entwerfen, die Unctamine enthalten.(Ein-R-T)Die Synthese erfolgt in der Regel durch Amino- und Epoxyanaloge oder Acrylate. Eine sorgfältige Kontrolle der Reaktionstemperatur und des Molsverhältnisses der Epoxy-Öffnungsringe und der Michael-Addition des Ausgangsmaterials ermöglicht die Erzielung eines cation-reichen Lipids mit Interaminen.(An-R-S) (Abbildungen 1B, 1C)und mit diesem Design ionisierbare Lipide als Einkomponenten-Träger zur Herstellung von ionisierten Lipiden / mRNA Nanopartikel(CLNs).

Abbildung 1. Konstruktionssynthese eines monokomponenten Solarionlipidträgers

In vitro-Screening-Experimente zeigen,Ionisierbare, cationische Lipide(AnEP-S und An-Ac-S)Vermittelt durch eine starke mRNA-Expression und minimale Zytotoxizität, zeigen die besten Kandidaten für Medikamente Pecetaminlipide(An-EP-T und An-Ac-T)Hohe Liefereffizienz von vier Mengen.Im Vergleich zu ALC-0315 LNPs zeigten TE-EP10-S CLNs mit einer 43-fachen Verbesserung der Effizienz.

Bei der mRNA-Bindung/Encapsulation zeigten die tertiarlen Lipidsome nur eine niedrige mRNA-Bindungsrate von weniger als 60%, während die mRNA-Bindungsrate für einzelne Interaminlipide 95% erreichte.(Bild 2D). Die Größe der Pipette CLN-Vorbereitung ist relativ groß, die Abhängigkeit von Mikro-Fluid-Geräten kann die Partikelgröße effektiv reduzieren,Die beste Größe bleibt100 nm左右. Da die An-R-S-Lipide reich an Interaminen und hydrophoben Schwanzen sind, gewährleistet die elektrostatische und hydrophobe Wirkung der mRNA die Stabilität der CLNs auch bei 4 ° C bei 10% fetalen Rinderserum(FBS)Nach 7 Tagen Inkubation im Serum blieben die CLNs unter diesem Design stabil(Abbildung 2E).

Bestimmung der Blütolyse durch rote Blutkörperchen und Energieübertragung durch Fluoreszenzresonanz(Frät)Analyse der Lipid-Fusionsanalyse, zeigtKein deutlicher Unterschied zwischen den beiden Amin-reichen Lipiden(Bild 2G). Kofokussierte Fluoreszenz-Bildgebung bestätigt die effektive Flucht optimierter Interamine CLNs aus dem Inneren Körper(Abbildung 2H)Im Gegensatz dazu vermittelt das Unctamin-Gegenträger eine begrenzte endokörperliche Flucht aufgrund der niedrigeren Zellausfuhr. Diese Ergebnisse unterstreichen die Durchbrüche der einkomponentigen ionisierbaren Lipide bei der Überwindung einer Vielzahl von Lieferhindernissen. Darüber hinaus ist Interamin-basierte CLN aufgrund der verbesserten mRNA-Bindung und Zellaufnahme besser als Tertiamin.

Abbildung 2. Analyse der Komposition und der physiochemischen Eigenschaften des monokomponenten monoionischen Lipids CLN

Die Studie untersuchte die Organzielung von CLNs bei C57BL/6-Mäusen mit einer intravenösen Dosis von 0,25 mg/kg weiter.(Abbildung 3A)Im Gegensatz zu LNPs, die hauptsächlich auf die Leber ausgerichtet sind, vermitteln monokomponente ionische Lipide hauptsächlich die mRNA-Expression, die auf die Milz ausgerichtet ist.

Die TE-EP8-SZwei hydrophobe SchwänzeundFünf AmineDie resultierenden CLNs erhielten die höchste mRNA-Expression in der Milz.(Abbildung 3B)Die durch sie vermittelte Fluorescenase-Expression ist in der Milz mehrere Größengruppen höher und zeigt eine dosisabhängige Erhöhung.

Abbildung 3. In vivo mRNA-Lieferung von einkomponentigen CLNs

Ein Ai9-Mausmodell, das das loxp-Cre-Rekombinationssystem einführt, kann die Expression von tdTomato in Anwesenheit von Cre-Rekombinationsproteinen induzieren, um die Transkriptionsende-Signalboxen zu entfernen(Stopp Kassetten)Experimente zeigten, dass TE-EP8-S CLNs mit Cre mRNA effektiv die Proteinexpression in der Milz förderten und nach einer intravenösen Injektion fast 6% der T-Zellen transfiziert wurden.(Abbildung 4B, C).

Abbildung 4. TE-EP8-Scln vermittelt Milz T-Zellen mRNA Translation

Die in dieser Studie vorgeschlagene einzelne Gruppe von cationischen Lipiden wird direkt für die Konstruktion von Trägern verwendet.mRNA MedikamenteEine andere Lieferoption wird angeboten und es besteht das Potenzial, mRNA in extrahepatisches Gewebe zu liefern. Die in diesem Artikel vorgeschlagenen, auf Interamin basierenden Einkomponenten-Träger-Methoden können auf eine breite Palette von cationischen Lipiden und Polymerträgern erweitert werden und eröffnen neue Forschungsrichtungen für die Weiterentwicklung von mRNA-Übertragungstechnologien und -Anwendungen.