MRNA-vaccinafgiftesysteem van de volgende generatie maakt gebruik van biologisch afbreekbare polymeren

Een onderzoeksteam van Postech heeft een biologisch afbreekbaar toedieningssysteem op basis van polymeer ontwikkeld dat efficiënt mRNA transporteert. De studie was onlangs gepubliceerd in Biomaterialen.

Sinds de Covid-19-pandemie is het wereldwijde belangstelling voor mRNA-vaccins gestegen. Onder bestaande leveringsmethoden worden lipide nanodeeltjes (LNP’s) veel gebruikt vanwege hun hoge efficiëntie. LNP’s hebben echter een kritisch nadeel: eenmaal geïnjecteerd, kunnen ze zich ophopen in de lever, mogelijk toxiciteit veroorzaken of een overmatige immuunrespons veroorzaken, die in ernstige gevallen kan leiden tot anafylaxie.

Om dit probleem aan te pakken, onderzocht het onderzoeksteam van het Postech de biologisch afbreekbare polymeer Poly β-aminoester (PBAE) als alternatief. PBAE is al gebruikt voor het leveren van siRNA, DNA en mRNA en is veilig afgebroken in het lichaam. In deze studie synthetiseerde het team 55 soorten PBAE -polymeren en gebruikte ze om nieuwe polymeernanodeeltjes (PNP’s) te ontwerpen voor mRNA -afgifte.

Experimentele resultaten toonden aan dat het nieuw ontwikkelde polymeer een hogere mRNA -afgifte -efficiëntie vertoonde in vergelijking met conventionele LNP’s. Bovendien duurde mRNA-expressie tot vier weken-significant langer dan de typische vijfdaagse uitdrukkingsperiode van LNP’s. Met name zorgde het polymeer voor mRNA -expressie alleen op de injectieplaats, zonder detecteerbare expressie in de lever, waardoor de toxiciteitsproblemen worden geëlimineerd.

Bovendien induceerde het polymeer in immuunrespons-experimenten effectief T-celactiviteit en vertoonde ze vergelijkbare prestaties met LNP’s bij het genereren van neutraliserende antilichamen tegen het COVID-19-virus. Deze bevindingen benadrukken het potentieel van polymeer-gebaseerde toedieningssystemen als een veiliger en efficiënter alternatief voor mRNA-vaccins en gentherapieën van de volgende generatie.

Professor won Jong Kim verklaarde: “Bestaande LNP-gebaseerde leveringssystemen hebben een korte expressietermijn, waardoor het gebruik ervan voor therapeutische toepassingen wordt beperkt. Het door ons team ontwikkelde polymere levert echter mRNA-expressie tot een maand, waardoor het goed geschikt is Therapeutische mRNA -afgifte.

“Dit onderzoek is belangrijk omdat het een nieuw polymeermateriaal introduceert dat zou kunnen dienen als een alternatief voor LNP’s, waarvan de octrooien grotendeels worden gecontroleerd door overzeese entiteiten.”

Het team werd geleid door professor won Jong Kim van het Department of Chemistry bij Postech in samenwerking met de Korea Disease Control and Prevention Agency (KDCA).