Lipide nanodeeltje stereochemie vormt mRNA -afgifte veiligheid en werkzaamheid, studie onthult

Een team van de max-Planck-Institut Für Kohlenforschung, Hokkaido University en Osaka University heeft ontdekt dat subtiele verschillen in moleculaire structuur een grote impact kunnen hebben op de prestaties van mRNA-gebaseerde medicijnen. Hun bevindingen, gepubliceerd in de Journal of the American Chemical Societyopen de deur voor de ontwikkeling van veiliger en effectievere vaccins en therapieën.

Om therapeutische nucleïnezuren zoals mRNA in cellen af te leveren, vertrouwen wetenschappers op lipide nanodeeltjes (LNP’s)-tiny, op vet gebaseerde dragers die fragiel genetisch materiaal beschermen, waardoor het in het lichaam kan overleven en doelcellen kunnen bereiken. Een belangrijk onderdeel van deze LNP’s zijn ioniseerbare lipiden, die mRNA helpen cellen in te voeren en vervolgens effectief vrij te geven. Een dergelijke lipide, ALC-315, werd met name gebruikt in het Pfizer/Biontech Covid-19-vaccin, een medische doorbraak die een cruciale rol speelde bij het beheersen van de wereldwijde pandemie.

De over het hoofd geziene impact van stereochemie

Hoewel het vaccin veilig en zeer effectief is, is één verrassend detail grotendeels onopgemerkt gebleven: ALC-315 wordt gebruikt als een mengsel van drie stereoisomeren-moleculen die dezelfde chemische formule hebben maar verschillen in hun driedimensionale opstelling, net zoals links en rechterhand. Dit onderscheid is niet triviaal. Het is bekend dat stereoisomeren zich heel anders kunnen gedragen in biologische systemen, wat beïnvloedt hoe geneesmiddelen worden geabsorbeerd, verdeeld en gemetaboliseerd.

Tot nu toe waren de drie isomeren van ALC-315, (S, S), (R, R) en Meso nooit individueel bestudeerd in de context van LNP-prestaties. In hun studie, Dr. Chandra Kanta de van de max-planck-institut für Kohlenforschung en zijn collega’s hebben voor het eerst elke pure stereoisomeer gesynthetiseerd en getest.

“We tonen aan dat stereochemie direct invloed heeft op zowel de werkzaamheid als de veiligheid van LNP’s”, legt Dr. De uit. “In het bijzonder hebben we vastgesteld dat de (s, s) -vorm mRNA net zo efficiënt levert als het standaardmengsel, maar met aanzienlijk verminderde toxiciteit.”

Dr. Masumi Tsuda van Hokkaido University, Japan, die de biologische analyse van de ALC-315-isomeren met Prof. Shinya Tanaka uitvoerde, verklaarde: “We zouden blij zijn als deze onderzoeksresultaten zouden kunnen bijdragen aan de ontwikkeling van veiliger vaccins.”

Deze bevindingen zijn zeer relevant, omdat LNP-technologie zich snel uitbreidt verder dan Covid-19-vaccins, met toepassingen variërend van gentherapie tot gepersonaliseerde vaccins van kanker. Terwijl het veld naar de volgende generatie mRNA-gebaseerde therapeutica duwt, wordt de behoefte aan precieze, geoptimaliseerde componenten steeds belangrijker. De studie maakt de weg vrij voor verbeterde LNP -formuleringen en biedt het potentieel voor veiliger en effectievere mRNA -afgifte in een breed spectrum van toekomstige therapieën.