Новая платформа ускоряет разработку липидных наночастиц для доставки генетической медицины

(Новости НанверкаУспех вакцин против COVID-19 — отличный пример огромного потенциала генной медицины в предотвращении вирусных инфекций. Одной из причин успеха вакцин является использование в них липидных наночастиц, или ЛНЧ, для доставки точной матричной РНК в клетки для создания и повышения иммунитета. ЛНЧ – малые липидные молекулы – становятся все более популярными в качестве носителей для доставки различных генетических препаратов в клетки, но их использование сложно, поскольку каждый ЛНЧ должен быть адаптирован к той терапевтической нагрузке, которую он несет.

Команда под руководством Хай Цюань Мао, материаловеда из Университета Джона Хопкинса, создала платформу, которая обещает ускорить процесс проектирования LNP и сделать его более доступным для всех. Новый подход также может быть адаптирован к другим методам генетической терапии.

«Короче говоря, мы создали метод, который проверяет компоненты и пропорции липидных наночастиц, чтобы помочь быстро идентифицировать и создать оптимальную конструкцию для использования с различными терапевтическими генами», — сказал Мао, директор Института нанобиотехнологий в Университете Джона Хопкинса. . Инженерная школа Уайтинга и профессор факультетов материаловедения, инженерии и биомедицинской инженерии.

Исследование команды было недавно опубликовано Связи с природой («Многоэтапный скрининг наночастиц ДНК/липидов и их совместная доставка с миРНК для усиления и продления экспрессии генов»).

Важнейшей характеристикой эффективного лечения является то, как долго действует генетическая медицина после того, как она достигает клетки-мишени. К сожалению, активность мРНК начинает снижаться в течение 24 часов после ее доставки LNP. Наиболее многообещающей альтернативой является плазмидная ДНК — более прочная кольцевая двухцепочечная ДНК, которая может сохраняться до семи дней и, таким образом, потенциально может улучшить результаты лечения метаболических и воспалительных заболеваний печени, где продолжительность лечения имеет решающее значение.

Ведущий автор Инин Чжу, исследователь INBT и аспирант в области биомедицинской инженерии, а также группа ученых из Университета Джона Хопкинса и Вашингтонского университета определили лучший дизайн LNP для доставки пДНК в гепатоциты в этой работе. Их платформа шаг за шагом сканирует LNP, устраняя физиологические барьеры, с которыми сталкивается LNP, перемещаясь по телу, чтобы достичь своей цели. Платформа помогла команде определить наиболее эффективные LNP из библиотеки, содержащей более 1000 комбинаций.

«Эта платформа универсальна в том смысле, что она не только ограничена доставкой РНК, но и может быть легко расширена для разработки LNP для широкого спектра терапевтических генных нагрузок, а также альтернативных методов доставки, таких как пероральные, внутримышечные или ингаляционные инъекции», — Чу. сказал.

В сотрудничестве с Шоном Мерфи, адъюнкт-профессором Вашингтонского университета, и его группой исследователи в настоящее время работают над тем, чтобы использовать LNP, выявленные с помощью платформы, для разработки вакцины против малярии, которая нацелена на болезнетворный паразит во время его жизненного цикла в печени. . Эта скрининговая платформа демонстрирует большие перспективы, поскольку она поможет ускорить разработку других инновационных продуктов LNP, чтобы раздвинуть границы генетической медицины и разработать вакцины и другие новые методы лечения.