Fosfolipider kan signifikant förstärka interaktionen mellan LNPs och endosommembran

Forskningsteamet använde Förster-resonansenergiöverföring (FRET) för att bedöma hur fosfolipidhalt påverkar interaktionen mellan LNPs och endosommembran. Resultaten visade att tillsättningen av fosfolipider, på ett formuleringsspecifikt sätt, betydligt ökade fusionen med endosommembran.

Fosfolipider kan förbättra in vitro-celltransfektionseffektiviteten hos LNPs

Forskningsteamet transfekterade HEK293- och Hela-celler med luciferasemRNA med LNPs som innehöll olika halter av fosfolipider. Genom att mäta den genomsnittliga lysningsintensiteten kunde man kvantifiera enzymaktiviteten, vilket ger en måttlig bild av cellinre endosomavflykt och mRNA-transfektionsuttryck. Resultaten visade att LNPs med 0% fosfolipidhalt hade låg transfektionseffektivitet, medan effektiviteten ökade markant när fosfolipidhalten steg.

Figur 3 Jämförelse av transfektionseffektiviteten hos Hela-celler med LNPs med olika fosfolipidhalter[1]

Fosfolipider förstärker SORT-LNPs mRNA-leveransffektivitet in vivo

Forskningsteamet injicerade LNPs med gradvis högre fosfolipidhalt, som innehöll människans erytropoietinmRNA, i C57BL/6-musar i åldern 6–8 veckor. Effektiviteten bedömdes genom att kvantifiera mängden protein som producerades av de transfekterade cellerna. Resultaten visade att ökad fosfolipidhalt i LNPs ledde till högre transfektionsffektivitet. Det bör noteras att det optimala förhållandet mellan fosfolipider är formuleringsspecifikt.

Figur 4 Jämförelse av in vivo mRNA-transfektionsuttryck hos LNPs med olika fosfolipidhalter[1]

Fosfolipidhalt påverkar LNPs form

Forskningsteamet använde kryogent elektronmikroskopi för att direkt visualisera hur fosfolipider omformar LNPs nanoskalastruktur.

Figur 5 Kryogent elektronmikroskopisk bild av LNP med olika fosfolipidhalter[1]

I lever-SORT-LNPs inducerade fosfolipidrikedom en halvordnad lipidkärna, där denna utåtvecklade struktur kan representera en högre fusionaktivitet hos LNP:n.

I lung-SORT-LNPs ledde ökad fosfolipidhalt till en övergång från oordnade enkelskikt till flerlags vesikelstrukturer, vilket kan ha påverkat exponeringen av SORT-lipider på partikelns yta.

I mjälte-SORT-LNPs var partikelns kanter skarpa och oregelbundna när fosfolipidhalten var 0%, men tillsättningen av fosfolipider gjorde deras form mer regelbunden och sfärisk, vilket förstärkte membranets stabilitet.

Sammanfattning

Denna studie har förändrat branschens uppfattning om fosfolipiders roll i avancerade LNPs-leveranssystem. Fosfolipider är inte bara “hjälpande lipider” som upprätthåller strukturell stabilitet, utan också multifunktionella “molekylära roder” som reglerar LNPs membranfusionstektonik, effektiviteten vid endosomavflykt, cellupptag, nanoskalastruktur samt slutgiltiga organspecifika målriktningar. Denna forskning tyder på att när man designar nästa generations LNPs bör fosfolipider betraktas som en nyckelfunktionell designparameter, snarare än en passiv strukturell komponent. I takt med att vår förståelse för lipidinteraktioner fördjupas kommer “skräddarsydda” organspecifika LNPs-terapier att snabbt gå från vision till verklighet.

Referenser:

[1]Guerrero, Erick D et al. “Undersökning av fosfolipiders funktionella bidrag i selektiva organspecifika lipidnanopartiklar.” Biomaterials vol. 326 (2026): 123671.

Ytterligare läsning

Guangzhou Baiyunshan Hanfang Modern Pharmaceutical är engagerat i att erbjuda fullständig support – från etablerade hjälpämnen till innovativa kandidatmaterial – för forskning och utveckling av fettvätskor, LNP:s och liposomala läkemedelspreparat globalt, och bidrar till tekniska genombrott och industriell utveckling inom biomedicinsk sektor!

Tabell 1 Lista över vissa injicerbara lipidprodukter från företaget