Massaspectrometriemethode voor het analyseren van de oppervlaktestructuur van lipide -nanodeeltjes kan vaccin- en medicijnafgifte verbeteren

Een team onder leiding van wetenschappers van de Universiteit van Nottingham’s School of Pharmacy demonstreerde een nieuwe cryogene massaspectrometrie -benadering voor diepteprofilering bevroren kleine lipide nanodeeltjes om de lagen en oriëntatie van de samenstellende moleculen te onthullen.

De bevindingen zijn gepubliceerd in Communicatiechemie.

Lipide nanodeeltjes (LNP’s) kwamen bekend voor de afgifte van RNA met het succes van de Moderna en Pfizer Biontech Covid-19-vaccins. Ze worden ook gebruikt om therapeutische behandelingen te leveren, waaronder het gebruik van kleine interfererende RNA-gebaseerde medicijnen om de zeldzame erfelijke ziekte van polyneuropathie (Alnynam Pharmaceuticals) te behandelen.

Ontwikkelingsgebieden omvatten longgerichte gentherapie, wat bijzonder uitdagend is, maar LPN’s hebben het potentieel om een ​​reeks ziekten te behandelen, waaronder cystische fibrose, idiopathische longfibrose, chronische obstructieve longziekte, astma en meer.

Dit onderzoek geeft inzicht in de relatieve posities van elke component binnen lipide nanodeeltjes. Deze kennis kan helpen het ingewikkelde gedrag van LNP’s te verduidelijken en bij te dragen aan het ontwerp van formuleringen met unieke bio-properties die efficiënter en veiliger zijn.

De onderzoeksresultaten kunnen ook in de toekomst worden gebruikt om kwaliteitscontrole te helpen tijdens het opschalen van productieprocessen, waardoor de vertaling van LNP’s van het laboratorium naar klinische toepassingen wordt verbeterd.

Het onderzoeksteam, dat ook Sail Biomedicines, Cambridge, MA, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA en het National Physical Laboratory, Teddington, VK, omvatte, gebruikte cryogene orbitrap secundaire ionenmicroscopie (cryo-orbisims) om structurele details van de lipide-nanopartikelen te geven. Deze hogedrukaanbevredigingstoestand cryo-voorliggende faciliteit houdt biologische monsters in de buurt van hun inheemse toestand.

Professor Morgan Alexander, die dit onderzoek leidde, legt uit, “karakteriseren van het inheemse oppervlak van delicate gehydrateerde farmaceutische systemen die in het lichaam worden gebruikt, is al enige tijd een belangrijke uitdaging. Dit cryogene moleculaire oppervlak en interfaciale analyse -vooruitgang maakt deze opwindende mogelijkheid echt.

“We verwachten deze nieuwe methode toe te passen op veel systemen, waaronder lipide nanodeeltjes, andere farmaceutische afgifte -systemen en gehydrateerde biomaterialen.”

Dr. Robert Langer, van Massachusetts Institute of Technology, is ook een auteur van het onderzoeksartikel. Hij zei: “Effectieve medicijnafgifte is gebaseerd op een ingewikkelde mix van moleculen in lipide -nanodeeltjes om RNA -therapeutica effectief te leveren, maar deze kunnen in werkzaamheid variëren en kunnen moeilijk te engineren zijn.

“Dit onderzoek biedt een nieuwe manier om de samenstelling van lipide-nanodeeltjes te karakteriseren en te begrijpen die de weg kunnen effenen voor engineering van krachtiger en gerichte LNP’s om de breedste toepassing van RNA-therapieën voor alle soorten ziekten mogelijk te maken.”

“Bij Sail Biomedicines zijn we er trots op dat we hebben bijgedragen aan het bevorderen van het begrip van de oppervlaktestructuren van lipide nanodeeltjes,” zei Kerry Benenato, Ph.D., chief platformofficier bij Sail Biomedicines.

“Het oppervlak van lipide nanodeeltjes speelt een cruciale rol bij het vormgeven van hun gedrag in het menselijk lichaam. Door nauwkeurige oppervlaktekarakterisering mogelijk te maken, maakt de technologie die het team heeft ontwikkeld de weg vrijgemaakt voor de engineering door het ontwerp van LNP-gebaseerde geneesmiddelen met instelbare eigenschappen, inclusief biodistributie, waardoor het potentieel van RNA-gebaseerde therapeutici wordt uitgebreid.”