Черпаючи натхнення в технології космічних човників, дослідники Penn Engineering розробили новий метод синтезу важливого елемента ліпідних наночастинок (LNP). Ці LNP мають ключове значення для застосування мРНК-терапій, таких як вакцини Pfizer-BioNTech і Moderna проти COVID-19, покращуючи як простоту виробництва LNP, так і їхню ефективність у транспортуванні мРНК у клітини для медичного лікування.
У статті в N Nature Communications Майкл Дж. Мітчелл, доцент кафедри біоінженерії, описує новий спосіб синтезу іонізованих ліпідоїдів, ключових хімічних компонентів LNP, які допомагають захищати та доставляти медичні корисні навантаження. Для цієї статті Мітчелл і його співавтори протестували доставку препарату мРНК для лікування ожиріння та інструментів редагування генів для лікування генетичних захворювань.
Оптимізація виробничого процесу
Попередні експерименти показали, що ліпідоїди з розгалуженими хвостами краще доставляють мРНК до клітин, але методи створення цих молекул потребують часу та витрат. «Ми пропонуємо нову стратегію побудови для швидкого та економічно ефективного синтезу цих ліпідоїдів», — каже Сюєсян Хан, докторант лабораторії Мітчелла та один з авторів статті.
Метод передбачає поєднання трьох хімічних речовин: амінної «голови», двох алкілепоксидних «хвостів» і, нарешті, двох ацилхлоридних «розгалужених хвостів». Подібність готового ліпідоїда до космічного човника, прив’язаного до двох ракет-носіїв, не випадкова: у коледжі, згадує Хан, документальний фільм про космічний човник залишив його враженим конструкцією твердотільних ракетних прискорювачів, які дозволили шатлу вийти на орбіту. «Я подумав, що ми можемо додати два хвости гілки як «бустери» до ліпідоїду для сприяння доставці мРНК», — каже Хан.
Дійсно, додавання розгалужених хвостів призвело до разючого збільшення здатності LNP, оснащених новим ліпідоїдом, доставляти мРНК до клітин-мішеней, подібно до ракети, чиї прискорювачі дозволяють їй легше проникати в атмосферу. «Ми спостерігали різке збільшення гормону, який регулює метаболізм у цільових клітинах після доставки мРНК за допомогою цих ліпідоїдів, що справді захоплююче, якщо розглядати це як спосіб лікування ожиріння», — говорить Мітчелл.
