Fosfolipidi lahko znatno povečajo interakcijo med LNP in endozomsko membrano

Raziskovalna skupina je z metodo Fosterjeve resonančne prenosa energije (FRET) ocenila vpliv vsebnosti fosfolipidov na interakcijo med LNP in endozomsko membrano. Rezultati so pokazali, da dodajanje fosfolipidov na formulacijo odvisen način pomembno poveča fuzijo z endozomsko membrano.

Fosfolipidi lahko izboljšajo učinkovitost zunajcelične transfekcije celic z LNP

Raziskovalna skupina je s LNP z različno vsebnostjo fosfolipidov transfectirala HEK293 in Hela celice z mRNA za luciferazo. Aktivnost luciferaze je bila merjena s spremljanjem povprečne svetlosti, kar je omogočilo kvantitativno oceno notranjega pobega iz endozomov ter izražanja mRNA po transfekciji. Rezultati so pokazali, da je imel LNP z 0 % vsebnostjo fosfolipidov nižjo učinkovitost transfekcije, medtem ko se je ta ob povečevanju vsebnosti fosfolipidov občutno izboljšala.

Slika 3 Primerjava učinkovitosti transfekcije Hela celic z LNP različnih vsebnosti fosfolipidov[1]

Fosfolipidi lahko povečajo učinkovitost transfekcije mRNA v telesu z SORT LNP

Raziskovalna skupina je injicirala LNP z mRNA za človeški eritropoietin, ki so vsebovali različne vsebnosti fosfolipidov, v miši C57BL/6 starosti 6–8 tednov. Učinkovitost transfekcije je bila ocenjena s kvantitativnim merjenjem količine beljakovin, ki so jih izločile transfectirane celice. Rezultati so pokazali, da z večjo vsebnostjo fosfolipidov raste učinkovitost transfekcije. Vredno je opozoriti, da je optimalna razmerja dodatka fosfolipidov odvisna od formulacije.

Slika 4 Primerjava izražanja mRNA po transfekciji z LNP različnih vsebnosti fosfolipidov v telesu[1]

Vsebnost fosfolipidov vpliva na obliko LNP

Raziskovalna skupina je s tehniko zamrznjene elektronske mikroskopije nazorno prikazala, kako fosfolipidi preoblikujejo nanostrukturo LNP.

Slika 5 Zamrznjena elektronska mikroskopija LNP z različnimi vsebnostmi fosfolipidov[1]

V LNP za sortiranje v jetrih je obogatitev z fosfolipidi povzročila nastanek pol-urejenega lipidnega jedra; ta navzven izbočena struktura bi lahko predstavljala visoko fuzijsko aktivnost LNP.

V LNP za sortiranje v pljučih je povečana vsebnost fosfolipidov povzročila prehod iz neurejenega enoslojnega v večslojni mehurčast struktur, kar bi lahko vplivalo na izpostavljenost lipida SORT na površini delcev.

V LNP za sortiranje v vranici so bile ob robovih delcev oblike z 0 % vsebnostjo fosfolipidov ostre in nepravilne, medtem ko je dodajanje fosfolipidov obliko naredilo bolj pravilno in okroglo, s čimer se je povečala stabilnost membrane.

Zaključek

Ta študija je spremenila dojemanje industrije o vlogi fosfolipidov v naprednih sistemih za dostavo LNP. Fosfolipidi niso le “pomožni lipidi”, ki vzdržujejo strukturno stabilnost, temveč tudi multifunkcijski “molekularni krmilnik”, ki uravnava dinamiko fuzije membran LNP, učinkovitost pobega iz endozomov, celično absorpcijo, obliko nanostrukture ter končno specifičnost ciljanja organov. Ta raziskava namiguje, da je treba pri oblikovanju naslednje generacije LNP fosfolipide obravnavati kot ključni funkcionalni oblikovalski parameter, ne pa kot pasivno strukturno komponento. Z globljim razumevanjem interakcij med lipidi bo terapija z organsko specifičnimi LNP, ki bo prilagojena po potrebah, hitreje prešla iz vizije v realnost.

Reference:

[1]Guerrero, Erick D et al. “Preučevanje funkcionalnih prispevkov fosfolipidov v lipidnih nanoparticelah za selektivno ciljanje organov.” Biomaterials vol. 326 (2026): 123671.

Nadaljnje branje

Moderna farmacevtska družba Guangzhou Baiyunshan Hanfang si prizadeva zagotoviti celovito podporo od uveljavljenih aditivov do inovativnih kandidatnih materialov za razvoj fatemulsij, LNP in liposomskih zdravilnih preparatov po vsem svetu, s čimer pomaga pri tehnoloških prebojih in razvoju industrije biomedicine!

Tabela 1 Seznam nekaterih lipidnih izdelkov za injekcije družbe