Phospholipider kan markant forstærke interaktionen mellem LNPs og endosomale membraner

Forskerholdet brugte Foster-resonansenergi-overførselsmetoden (FRET) til at evaluere, hvordan phospholipidindholdet påvirker interaktionen mellem LNPs og endosomale membraner. Resultaterne viste, at tilsætning af phospholipider på en formuleringafhængig måde markant forstærkede fusionen med endosomale membraner.

Phospholipider kan øge LNPs' in vitro celletransfektionseffektivitet

Forskerholdet transfekterede HEK293- og Hela-celler med luciferase-mRNA ved hjælp af LNPs med forskellige phospholipidindhold. Ved at måle den gennemsnitlige lysintensitet kunne de kvantificere luciferaseaktiviteten, hvilket giver et mål for cellernes endosomale undslipningsproces og mRNA-transfektionsudtrykket. Resultaterne viste, at LNPs med 0% phospholipidindhold havde lavere transfektionseffektivitet, mens effektiviteten steg betydeligt med stigende phospholipidindhold.

Figur 3: Sammenligning af transfektionseffektiviteten af LNPs med forskellige phospholipidindhold i Hela-celler [1]

Phospholipider kan forbedre SORT LNPs' in vivo mRNA-leverings-effektivitet

Forskerholdet injicerede LNPs med gradvist varierende phospholipidindhold, der indeholdt menneskelig erytropoietin-mRNA, i C57BL/6-mus i alderen 6–8 uger, og evaluerede dette ved at kvantificere mængden af proteinsekretion fra transfekterede celler. Resultaterne viste, at en stigning i phospholipidindholdet i LNPs førte til øget transfektionseffektivitet. Det er værd at bemærke, at det optimale phospholipidtilsætningsforhold er formuleringafhængigt.

Figur 4: Sammenligning af in vivo mRNA-transfektionsudtrykket af LNPs med forskellige phospholipidindhold [1]

Phospholipidindholdet påvirker LNPs' form

Forskerholdet brugte kryo-elektronmikroskopi til visuelt at afsløre, hvordan phospholipider omformer LNPs' nanoskelet.

Figur 5: Kryo-elektronmikroskopiske billeder af LNP'er med forskellige phospholipidindhold [1]

I leveren, hvor SORT LNPs findes, fremkalder fosfolipid-rigdom dannelse af en semi-ordnet lipidkerne; denne udadgående struktur kan indikere, at LNP'en har højere fusionsevne.

I lungerne, hvor SORT LNPs findes, fører en stigning i phospholipidindholdet til overgang fra en uordnet enkeltlagstruktur til en flerlagsblærstruktur, hvilket muligvis påvirker, hvor meget SORT-lipiderne er eksponeret på partikeloverfladen.

I milten, hvor SORT LNPs findes, er partiklerne skarpe og uregelmæssige, når phospholipidindholdet er 0%, mens tilsætning af phospholipider gør deres form mere regelmæssig og kuglerund, hvilket forbedrer membranens stabilitet.

Sammenfatning

Dette studie har ændret branchens opfattelse af phospholipiders rolle i avancerede LNPs-leveringssystemer. Phospholipider er ikke blot "assisterende lipider", der opretholder strukturel stabilitet, men også multifunktionelle "molekylære roerne", der regulerer LNPs' membranfusionsteknologi, effektiviteten af endosomale undslipninger, cellesugning, nanoskeletsform samt den endelige organ-særlige målretning. Dette studie tyder på, at man ved design af næste generation af LNPs bør betragte phospholipider som en afgørende funktionel designparameter, snarere end en passiv strukturel komponent. I takt med en dybere forståelse af lipidernes indbyrdes interaktioner vil "skræddersyet" organ-særlig LNPs-terapi hurtigt gå fra vision til virkelighed.

Referencer:

[1] Guerrero, Erick D m.fl. "Undersøgelse af phospholipiders funktionelle bidrag i selektivt organspecifikke lipidnanopartikler." Biomaterials, bind 326 (2026): 123671.

Uddybende læsning

Guangzhou Baiyunshan Hanfang Modern Pharmaceutical er dedikeret til at yde fuld-kædesupport – fra velprøvede hjælpestoffer til innovative kandidatmaterialer – til udvikling af globale fedt-emulsioner, LNP'er og liposomale lægemiddelformuleringer, og bidrager således til teknologiske gennembrud og industrielle fremskridt inden for biomedicinsk forskning og udvikling!

Tabel 1: Liste over nogle af selskabets injicerbare lipidprodukter