Yeni lipid nanopartikülleri dokuya özgü ilaç iletimini artırıyor

Penn Mühendisleri, COVID-19 aşılarını ileten devrim niteliğindeki moleküller olan lipit nanopartiküllerini (LNP'ler) belirli dokuları hedef alacak şekilde yönlendirmenin yeni bir yolunu keşfettiler ve bu, kişiselleştirilmiş tıpta yeni bir çağın habercisi oldu. gen tedavisi. 

Geçmişte yapılan araştırmalar -Penn Engineering'deki araştırmalar da dahil- akciğerler gibi organları hedef alan spesifik varyantları bulmak için LNP "kütüphanelerini" taradı, ancak bu yaklaşım deneme yanılma yöntemine benziyor.

“LNP’nin temel bileşenlerinden biri olan iyonize edilebilir lipidin yapısının, LNP’lerin karaciğer dışındaki organlara nihai varış noktasını nasıl belirlediğini hiçbir zaman anlayamadık.”

Michael J. Mitchell, Biyomühendislik Doçenti

'De yayınlanan yeni bir makalede Doğa NanoteknolojisiMitchell'in grubu, LNP'nin temel bir bileşeni olan iyonize edilebilir lipidin kimyasal yapısında yapılan ince ayarlamaların, özellikle karaciğer, akciğerler ve dalağa dokuya özgü iletimi nasıl sağladığını açıklıyor. 

Araştırmacıların temel fikri, tıbbi cihazlarda, kozmetiklerde ve ilaç dağıtımında kullanılan bir silikon ve oksijen bazlı bileşik sınıfı olan siloksan kompozitlerini, LNP'lere adını veren iyonize edilebilir lipitlere dahil etmekti. 

Dayanıklı ve kolay dezenfekte edilebilir oldukları bilinen silikon ev eşyalarına benzer şekilde, siloksan kompozitlerinin önceki araştırmalarda yüksek stabiliteye ve düşük toksisiteye sahip olduğu gösterilmiştir. Araştırmacılar makalede, "Bu özelliklerin, mRNA iletimi için oldukça stabil ve minimum toksik LNP'ler üretmek için kullanılıp kullanılamayacağını keşfetmeye çalıştık" diye bildiriyorlar. 

Yeni vaftiz edilen siloksan içeren lipit nanopartiküllerinin (SiLNP'ler) yüzlerce çeşidini dikkatlice test ederek, araştırmacılar hangi kimyasal özelliklerin mRNA iletimi üzerinde bir etkiye sahip olduğunu belirlediler. "Bunların in vivo Mitchell Laboratuvarı'nda doktora sonrası araştırmacı ve makalenin ortak ilk yazarlarından biri olan Lulu Xue, "Teslimat çok büyük bir zorluktu" diyor.

İlk başta araştırmacılar, SiLNP varyantlarını, ateş böceklerinin parlamasına neden olan gen olan ateş böceği lüsiferazını kodlayan mRNA'yı, bir hayvan modelinde kanserli karaciğer hücrelerine, karaciğer kanserini tedavi etmek için SiLNP'leri kullanmanın bir vekili olarak iletmek için kullandılar. Hücreler parlamaya başladığı her yerde, araştırmacılar SiLNP'lerin mRNA yüklerini hücrelere aktardığından emin olabilirlerdi. 

Hayvan modellerinin akciğerlerinde de parlayan hücreler belirince, araştırmacılar belirli SiLNP varyantlarının molekülleri karaciğerin dışına yönlendirdiğini fark ettiler; bu, LNP araştırmalarının kutsal kasesiydi, çünkü LNP'ler, karaciğerin kıvrımlı kan damarları ağı nedeniyle orada toplanma eğilimindedir.

Grubun, SiLNP'lerin yörüngesini ayarlayan değişiklikler arasında, bir kimyasal grubu diğeriyle değiştirmek (bu durumda bir ester yerine bir amid) gibi küçük ayarlamalar bile vardı; bu da hayvan modelinde mRNA'nın akciğer dokusuna iletilmesinde %90'lık bir başarı oranına yol açtı. 

Xue, "Biz sadece lipitlerin yapısını değiştirdik," diyor, "ancak lipit kimyasındaki bu küçük değişiklik, karaciğer dışı iletimi önemli ölçüde artırdı." 

Grup ayrıca çok çeşitli kimyasal faktörlerin SiLNP'lerin genel yapısını etkilediğini tespit etti. etkiBunlara lipitlerdeki silisyum gruplarının sayısı, lipitlerin kuyruklarının uzunluğu ve lipitlerin kendi yapıları da dahildir.

Ek olarak, SiLNP'lerin endotel hücreleri için belirgin bir yakınlığı vardı; kan damarları endotel hücrelerinden oluştuğu için, SiLNP'lerin hasarlı kan damarlarını, özellikle akciğerleri hedef alan rejeneratif tıpta klinik uygulamaları olabilir. Gerçekten de, araştırmacılar, yeni kan damarı büyümesini teşvik eden maddeler ileten SiLNP'lerin, akciğerlerinin kan damarlarına zarar veren viral enfeksiyondan muzdarip hayvan modellerinde kan oksijen seviyelerini ve akciğer fonksiyonunu önemli ölçüde iyileştirdiğini buldular.

Araştırmacılar, SiLNP'lerin etkililiğinin bir nedeninin silikon atomlarının karbon atomlarından daha büyük olması olabileceğini teorileştirdiler. Atomlar daha az sıkı bir şekilde paketlendiğinden, SiLNP'ler hedef hücre zarlarıyla birleştiğinde, ilki muhtemelen ikincisinin akışkanlığını artırır. Bu ekstra esneklik, SiLNP'ler tarafından taşınan mRNA'nın hedef hücreye girmesine yardımcı olur, böylece mRNA proteinleri daha kolay üretmek için kullanılabilir. SiLNP'ler kan dolaşımında ilerledikçe, yüzeylerine bağlanan proteinler de onları doğru dokuya yönlendirmeye yardımcı olur.

Sonuç olarak, SiLNP'ler, mevcut altın standart LNP çeşitlerine kıyasla mRNA iletiminde altı kata kadar bir iyileşme gösterdi ve bu da siloksan kompozitlerinin benzersiz özelliklerinin moleküllerin klinik potansiyeli üzerinde belirgin bir etkiye sahip olduğunu gösteriyor. Xue, "Bu SiLNP'ler, protein replasman terapileri, rejeneratif tıp ve CRISPR-Cas tabanlı gen düzenleme için umut vadediyor" diyor. 

Mitchell, "Bu makalenin, kimyasal yapılarında yapılan basit değişikliklerin, ilgilenilen organa son derece spesifik mRNA iletimini nasıl sağlayabileceğini göstererek lipit nanopartikülleri için yeni klinik uygulamalara yol açabileceğini umuyoruz" diye ekliyor.

• SEO Destekli İçerik ve Halkla İlişkiler Dağıtımı. Bugün Gücünüzü Artırın.
• PlatoData.Network Dikey Üretken Yapay Zeka. Kendine güç ver. Buradan Erişin.
• PlatoAiStream. Web3 Zekası. Bilgi Genişletildi. Buradan Erişin.
• PlatoESG. karbon, temiz teknoloji, Enerji, Çevre, Güneş, Atık Yönetimi. Buradan Erişin.
• PlatoSağlık. Biyoteknoloji ve Klinik Araştırmalar Zekası. Buradan Erişin.
• Kaynak: https://www.news-medical.net/news/20241001/Novel-lipid-nanoparticles-enhance-tissue-specific-drug-delivery.aspx