Nye molekyler, inspireret af rumfærger, fremmer levering af lipid nanopartikler til vægtkontrol

Inspireret af design af rumfærger har Penn Engineering-forskere opfundet en ny måde at syntetisere en nøglekomponent af lipid-nanopartikler (LNP'er), det revolutionerende leveringsmiddel til mRNA-behandlinger, herunder Pfizer-BioNTech og Moderna COVID-19-vaccinerne, hvilket forenkler fremstillingen af LNP'er, mens de øger deres effektivitet til at levere mRNA til celler til medicinske formål.

I et papir i Nature Communications , Michael J. Mitchell, lektor ved Institut for Bioingeniørvidenskab, beskriver en ny måde at syntetisere ioniserbare lipidoider, nøglekemiske komponenter i LNP'er, der hjælper med at beskytte og levere medicinsk nyttelast. Til dette papir testede Mitchell og hans medforfattere levering af et mRNA-lægemiddel til behandling af fedme og genredigeringsværktøjer til behandling af genetisk sygdom.

Tidligere eksperimenter har vist, at lipidoider med forgrenede haler klarer sig bedre til at levere mRNA til celler, men metoderne til at skabe disse molekyler er tids- og omkostningskrævende. "Vi tilbyder en ny konstruktionsstrategi for hurtig og omkostningseffektiv syntese af disse lipidoider," siger Xuexiang Han, en postdoc-studerende i Mitchell Lab og avisens medførsteforfatter.

Metoden involverer at kombinere tre kemikalier:et amin "hoved", to alkylepoxid "haler" og endelig to acylchlorid "forgrenede haler." Den færdiggjorte lipidoids lighed med en rumfærge fastspændt til to boosterraketter er ikke tilfældig:Han husker på college, en dokumentar om rumfærgen gjorde ham imponeret over designet af solide raketforstærkere, der gjorde det muligt for rumfærgen at komme ind i kredsløb. "Jeg regnede med, at vi kunne tilføje to grenhaler som 'boostere' i lipidoiden for at fremme leveringen af ​​mRNA," siger Han.

Faktisk førte tilføjelsen af ​​de forgrenede haler til en slående stigning i evnen hos LNP'er udstyret med det nye lipidoid til at levere mRNA til målceller, meget ligesom en raket, hvis boostere tillader den lettere at trænge ind i atmosfæren. "Vi så en dramatisk stigning i et hormon, der regulerer stofskiftet til målceller efter levering af mRNA ved hjælp af disse lipidoider, hvilket er virkelig spændende, når man betragter det som en måde at behandle fedme på," siger Mitchell.

Flere oplysninger: Xuexiang Han et al., In situ kombinatorisk syntese af nedbrydelige forgrenede lipidoider til systemisk levering af mRNA-terapi og genredaktører, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45537-z

Leveret af University of Pennsylvania