Đại học Chiết Giang Liu Shuai Đề tài Nhóm phát triển một thành phần cation lipid mRNA vận chuyển, nhắm mục tiêu tế bào T lá lách sau khi tiêm tĩnh mạch

Các hạt nano lipid bốn thành phần(LNP)Đã được sử dụng rộng rãi trong các thử nghiệm lâm sàng với vắc-xin COVID-1 9mRNA và một số lượng lớn các liệu pháp mRNA, hiệu quả của chúng trong việc truyền mRNA đến gan và cơ bắp đã được chứng minh. Sự phân bố mục tiêu ngoài gan của các loại thuốc mRNA có ý nghĩa rất lớn trong việc điều trị một số bệnh ảnh hưởng đến các cơ quan không phải gan, đặc biệt là việc phân phối mRNA cụ thể nhắm vào các tế bào lá lách và T cung cấp một lựa chọn hấp dẫn cho liệu pháp miễn dịch ung thư và gây ra phản ứng miễn dịch kháng virus.

Tuy nhiên, việc nhắm mục tiêu mRNA vào mô ngoài gan phần lớn vẫn là một thách thức quan trọng trong việc hạn chế sự phát triển ứng dụng của nó. Các kỹ thuật nhắm mục tiêu lá lách hiện tại, thường phải trả giá bằng hiệu quả truyền nhiễm hoặc hiệu quả giảm, dẫn đến việc sử dụng các chất mang phân phối mới, biểu hiện mRNA tổng thể trong lá lách vẫn thấp hơn so với gan.

Ngày 18 tháng 4 năm 2024, từTổ đề tài Lưu Soái của Học viện Dược Đại học Chiết GiangởPhiên bản quốc tế Angewandte ChemieNó được công bố với chủ đề:Lipid cationic một thành phần cho việc cung cấp mRNA có hệ thống đến tế bào T của splenicLuận án nghiên cứu. Nghiên cứu này đề xuất,Chất béo cation giàu amin thứ cấpCó thể độc lậpMột thành phần CarrierCung cấp mRNA hiệu quả trong ống nghiệm và trong cơ thể.Ngoài ra, các vectơ này giúp cung cấp hiệu quả mRNA cho các tiểu quần thể tế bào T của lá lách sau khi tiêm tĩnh mạch, cho thấy tiềm năng lớn cho các ứng dụng trị liệu miễn dịch. Chiến lược đơn giản này mở rộng tiện ích của liposome trong việc cung cấp mRNA ngoại gan, cung cấp những hiểu biết mới về phát triển vectơ bên ngoài LNP để thúc đẩy hơn nữa lĩnh vực điều trị mRNA chính xác.

Là một thành phần quan trọng của hầu hết các vectơ LNP bốn thành phần, một số lượng lớn các nghiên cứu đã được thực hiện để thiết kế nhiều loại lipid cation có chứa amin bậc ba.(An-R-T), thường được tổng hợp bởi các chất tương tự amin và epoxy hoặc acrylate. Kiểm soát cẩn thận nhiệt độ phản ứng và tỷ lệ mol của vòng hở epoxy và Michael thêm vào vật liệu ban đầu cho phép bạn có được lipid cation giàu nhóm trọng amin(An-R-S) (Hình 1B, 1C)và sử dụng thiết kế này ion hóa lipid cation như một hệ thống vận chuyển một thành phần để chuẩn bị các hạt nano cation lipid/mRNA(CLN)。

Hình 1. Thiết kế tổng hợp các chất mang lipid cation một thành phần

Thí nghiệm sàng lọc ngoài cơ thể cho thấy,Chất béo cation cation giàu amin(AnEP-S và An-Ac-S)Trung gian biểu hiện mRNA mạnh mẽ và độc tính tế bào tối thiểu, ứng cử viên tốt nhất cho thấy lipid amin bậc ba(An-EP-T và An-Ac-T)Hiệu quả giao hàng cao hơn 4 bậc cường độ.So với ALC-0315 LNP, TE-EP10-S CLN có hiệu suất cao cho thấy mức tăng 43 lần.

Trên sự gắn kết/đóng gói mRNA, liposome amin bậc ba chỉ cho thấy tỷ lệ gắn kết mRNA thấp dưới 60%, trong khi tỷ lệ gắn kết mRNA của liposome amin bậc nhất đạt 95%.(Hình 2D). Kích thước của pipet để chuẩn bị CLN là tương đối lớn, dựa vào thiết bị điều khiển dòng chảy vi mô có thể giảm kích thước hạt một cách hiệu quả,Kích thước tốt nhất để duy trì100 nm左右. Do lipid An-R-S giàu các nhóm amin thứ cấp và đuôi kỵ nước, tác dụng tĩnh điện trên mRNA và kỵ nước đảm bảo sự ổn định của CLN, ngay cả ở huyết thanh bò thai 10% ở 4 ℃(FBS)Sau 7 ngày ủ trong huyết thanh, CLN theo thiết kế này vẫn ổn định.(Hình 2E)。

Xác định tán huyết và truyền năng lượng qua cộng hưởng huỳnh quang bằng cách phá vỡ hồng cầu(FRET)Phân tích tổng hợp lipid để phân tích, cho thấyKhông có sự khác biệt đáng kể trong thoát nội thể giữa hai lipid giàu amin(Hình 2G). Hình ảnh huỳnh quang đồng tập trung xác nhận sự thoát hiệu quả của CLN amin thứ cấp được tối ưu hóa từ cơ thể bên trong(Hình 2H). Ngược lại, các vectơ đối tác amin bậc ba làm trung gian thoát nội thể hạn chế do sự hấp thu tế bào thấp hơn. Những kết quả này nhấn mạnh những đột phá mà lipid cation ion hóa một thành phần đã đạt được trong việc vượt qua nhiều rào cản phân phối. Ngoài ra, CLN dựa trên amin thứ cấp vượt trội hơn amin bậc ba do tăng cường liên kết mRNA và hấp thu tế bào.

B5-05=giá trị thông số Kd, (cài 2)

Nghiên cứu trên chuột C57BL/6 tiếp tục đánh giá mục tiêu nội tạng của CLN bằng cách tiêm tĩnh mạch liều 0,25 mg/kg(Hình 3A). Không giống như LNPs nhắm mục tiêu chính vào gan, một thành phần duy nhất có thể ion hóa lipid cation chủ yếu làm trung gian biểu hiện mRNA nhắm mục tiêu lá lách.

TE-EP8-S cóHai đuôi kỵ nướcvà5 Trọng lượngCLN đạt được mức biểu hiện mRNA cao nhất trong lá lách.(Hình 3B). Sự biểu hiện của luciferase trung gian của nó cao hơn nhiều bậc độ lớn trong lá lách và tăng phụ thuộc vào liều.

Hình 3. Phân phối mRNA trong cơ thể của một thành phần CLN

Mô hình chuột Ai9 giới thiệu hệ thống tái tổ hợp loxp-Cre có thể gây ra biểu hiện tdTomato với sự hiện diện của protein tái tổ hợp Cre để loại bỏ hộp tín hiệu kết thúc phiên mã(Dừng cassette). Các thí nghiệm cho thấy TE-EP8-S CLN được nạp Cre mRNA có hiệu quả trong việc thúc đẩy biểu hiện protein trong lá lách, và sau khi tiêm tĩnh mạch, gần 6% tế bào T được chuyển đổi(Hình 4B, C)。

Hình 4. TE-EP8-Scln làm trung gian dịch mRNA tế bào T lá lách

Một thành phần duy nhất của lipid cation được đề xuất trong nghiên cứu này được sử dụng trực tiếp trong xây dựng vector, choThuốc mRNAMột lựa chọn phân phối thay thế được cung cấp và có tiềm năng để phân phối mRNA đến các mô ngoài gan. Phương pháp vận chuyển một thành phần dựa trên amin thứ cấp được đề xuất trong bài viết này có thể được mở rộng cho một loạt các chất mang lipid cation và polymer, mở ra một hướng nghiên cứu mới để phát triển hơn nữa các kỹ thuật và ứng dụng truyền mRNA.