Fosfolipidit voivat merkittävästi vahvistaa LNPs:n vuorovaikutusta endosomaattisen kalvon kanssa

Tutkimusryhmä käytti Fosterin resonanssienergian siirron (FRET) mittausmenetelmää arvioidakseen fosfolipidien määrän vaikutusta LNPs:n ja endosomaattisen kalvon väliseen vuorovaikutukseen. Tulokset osoittivat, että fosfolipidien lisääminen vahvisti merkittävästi yhdistymistä endosomaattisen kalvon kanssa reseptiivisesti riippuvaisella tavalla.

Fosfolipidit voivat parantaa LNPs:n soluunsiirtotehokkuutta in vitro

Tutkimusryhmä siirsi eri fosfolipidimäärillä valmistettuja LNPs:iä HEK293- ja Hela-soluihin fluoresenssimRNA:lla. Fluoresenssin aktiivisuutta mitattiin keskimääräisen valonvoiman mittaamisella, mikä antoi määrällisen kuvan solun sisäisestä endosomaattisesta pakoilusta ja mRNA:n siirtotuloksista. Tulokset osoittivat, että LNPs:ien siirtotehokkuus oli alhainen, kun fosfolipidien osuus oli 0 %, mutta siirtotehokkuus kasvoi merkittävästi fosfolipidien määrän lisääntyessä.

Kuva 3: Erilaisten fosfolipidimäärillä valmistettujen LNPs:ien siirtotehokkuuden vertailu Hela-soluissa[1]

Fosfolipidit voivat tehostaa SORT-LNPs:n mRNA:n toimitustehokkuutta eläimissä

Tutkimusryhmä injektoi kuusi–kahdeksan viikon ikäisiin C57BL/6-hiiriin eri fosfolipidimäärillä valmistettuja LNPs:iä sisältäviä ihmisen erytropoietiini-mRNA:ta ja arvioi tuloksia mittaamalla proteiinin eritysmäärää, jota siirtyneet solut tuottivat. Tulokset osoittivat, että fosfolipidien määrän lisääntyminen paransi siirtotehokkuutta. On huomattava, että optimaalinen fosfolipidien lisäysaste on reseptiivisesti riippuvainen.

Kuva 4: Erilaisten fosfolipidimäärillä valmistettujen LNPs:ien mRNA:n siirtotulosten vertailu eläimissä[1]

Fosfolipidien määrä vaikuttaa LNPs:n muotoon

Tutkimusryhmä käytti kylmäelektronimikroskopiatutkimusta havainnollistaakseen, miten fosfolipidit muokkaavat LNPs:n nanorakennetta.

Kuva 5: Erilaisten fosfolipidimäärillä valmistettujen LNPs:n kylmäelektronimikroskooppikuva[1]

Maksassa sijaitsevissa SORT-LNPs:ssä fosfolipidien runsaus aiheuttaa puolijärjestäytyneen lipidiytimen, joka ulospäin suuntautuva muoto voi viitata korkeampaan fusionaktiivisuuteen.

Kopsussa sijaitsevissa SORT-LNPs:ssä fosfolipidien määrän lisääntyminen johtaa epäjärjestäytyneen yksikerroksisen rakenteen muuttumisesta monikerroksiseksi kupla-rakenteeksi, mikä saattaa vaikuttaa SORT-lipidien paljastumiseen hiukkasten pinnalla.

Yhteenveto

Tämä tutkimus on muuttanut alan käsitystä fosfolipidien roolista kehittyneissä LNPs-toimitusjärjestelmissä. Fosfolipidit eivät ole vain rakenteellista vakautta ylläpitäviä “apulipidejä”, vaan myös monitoimisia “molekyylipohjia”, jotka ohjaavat LNPs:n kalvon fuusion dynamiikkaa, endosomaattisen pakoilun tehokkuutta, solun otosta, nanorakenteen muotoa sekä lopulta elintarpeen erikoistumista. Tämä tutkimus osoittaa, että seuraavan sukupolven LNPs:ien suunnittelussa fosfolipidit tulee nähdä avainasemassa olevina funktionaalisina suunnitteluparametreina, ei passiivisina rakenteellisina komponentteina. Lipidien välisen vuorovaikutuksen syvemmän ymmärtämisen myötä “tarpeen mukaan räätälöidyt” elintarpeen erikoistuneet LNPs-terapiat alkavat nopeasti siirtyä visiosta todellisuuteen.

Lähteet:

[1]Guerrero, Erick D ym. “Tutkimus fosfolipidien toiminnallisista panostuksista selektiiviseen elintarpeen erikoistumiseen lipidihiukkaskeskipisteissä.” Biomaterials, vol. 326 (2026): 123671.

Lisäluettavaa

Guangzhou Baiyunshan Hanfang Modern Pharmaceutical on sitoutunut tarjoamaan maailmanlaajuiselle rasvalihottumien, LNP:iden ja liposomeiden lääkevalmisteiden kehittämiseen täydellisen ketjun tukea aina kypsistä apuaineista innovatiivisiin ehdokasaineisiin, edistäen biolääketieteellisen alan teknologisia läpimurtoja ja teollisuuden kehitystä!

Taulukko 1: Yrityksen osa injektioihin tarkoitettujen lipidituotteiden luettelosta