自动化LNP，增强mRNA体内递送效率，助力mRNA疗法研发

生物世界

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这项研究表明，通过使用自动化高通量平台生成的LNP在体外和体内均表现出增强的mRNA递送效率，为增强mRNA功能递送提供了宝贵见解，有助于加速未来mRNA疗法或疫苗的研究和开发。

撰文 | 小晶

编辑 | 王多鱼

排版 | 水成文

由于COVID-19大流行和mRNA疫苗的出现，mRNA技术作为一种新兴的新治疗方式引起了人们的广泛关注。mRNA的疫苗具有多种优势，可在细胞质中瞬时表达为蛋白质，mRNA还可用于肿瘤免疫疗法、蛋白质替换、基因编辑和体外细胞治疗等。然而，mRNA具有免疫原性，对RNA敏感，半衰期较短等缺点，严重限制了mRNA的应用。因此，构建新型载体来优化mRNA递送策略，从而减少mRNA免疫原性和增加递送稳定性，具有重要意义。近日，阿斯利康公司崔莉莉等人在 Small 期刊发表了题为：Mechanistic studies of an automated lipid nanoparticle reveal critical pharmaceutical properties associated with enhanced mRNA functional delivery in vitro and in vivo 的研究论文。该研究团队开发了一个自动化高通量平台，筛选可电离化脂质纳米颗粒 （LNP） 增强mRNA细胞内功能递送，并揭示了其增强mRNA向细胞质递送的机理。与传统技术制备的LNP相比，自动化技术生成的LNP在体内的mRNA递送效率提高了4.5倍。[图片上传失败...(image-606c98-1648805499632)]

在本研究中，以可电离化脂质体DLin-MC3-DMA （MC3） 为基准脂质，利用动态光散射 （DLS） ，低温冷冻透射电子显微镜 （cryoTEM） ，中子小角散射 （SANS） 和小角X射线散射 （SAXS） 对自动化配方技术和标准微流体技术制备的mRNA LNP的形态学和结构进行表征。研究发现，自动化mRNA LNP的流体动力学尺寸和多分散指数 （PDI） 大于标准mRNA LNP。自动化mRNA LNP的外壳体积是标准mRNA LNP的1.6倍，且表面更具疏水性。[图片上传失败...(image-694122-1648805499632)]

pH敏感行为对LNP内体逃逸至关重要，研究团队通过研究在酸性缓冲条件下的质子化和溶血行为研究了两种类型mRNA LNP的pH敏感行为。其中，自动化mRNA LNP诱导溶血率比标准mRNA LNP快得多，因此，自动化mRNA LNP比标准mRNA LNP更具有快速逃离内体，进入细胞质的能力。接下来，研究团队通过对比小鼠体内荧光素酶蛋白的生物发光强度研究了两种LNP递送的mRNA的体内的翻译效率。实验结果显示，在6小时和24小时，自动化mRNA LNP组的发光强度均显著高于标准mRNA LNP组，这说明自动化LNP能够增强mRNA功能递送。[图片上传失败...(image-19f324-1648805499632)]

最后，研究团队探索了自动化LNP增强体内mRNA功能递送的潜在机制。大尺寸LNP颗粒可以容纳更多的mRNA，具有更多的疏水表面，更具溶血性，结合更大的蛋白冠 （protein corona） ，并且倾向于在巨胞饮体 （macropinocytosomes） 中积累更多，因此在数量上更有利于mRNA向细胞质的递送。总的来说，这项研究表明，通过使用自动化高通量平台生成的LNP在体外和体内均表现出增强的mRNA递送效率，为增强mRNA功能递送提供了宝贵见解，有助于加速未来mRNA疗法或疫苗的研究和开发。论文连接 ：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202105832