הפיתוח המהיר של חיסונים מ-RNA נגד SARS-Co-V-2 הדגים את הפוטנציאל יוצא הדופן של חלקיקים מבוססי שומנים (LNPs) אלה nanometer- ספקים להגן על מולקולות mRNA שבריריות מפני ההידרדרות האנזומטית בזרם הדם ומאפשרים את המשלוח שלהם לתוך תאי היעד.ללא LNPs, פלטפורמת mRNA תישאר סקרנות אקדמית ולא טכנולוגיה ממוקדת בעולם.

יסודות nanoparticles מבוסס שפתון עבור משלוח mRNA

מבנה ומבנה

חלקיקים מבוססי לייפיד מורכבים בדרך כלל מארבעה מרכיבים ליומנים: שומנים ionizable בערך, a helper phosphospholipid, כולסטרול, ופוליאתילן גליקול (PEG) - ionic Modid המונעת כולסטרול אלקטרוליטי (SpG) ion Deficialsicials) ו- pH תמיכה מינימלית היא רכיב פונקציונלית: ב- pH נמוך זה הופך להיות טעון חיובי ומורכב אלקטרוסטטי עם השלילי עם ה-cocereativelygulation , אשר מאפשר פיזיולוגית bicaprenapulation , אשר הופך להיות פיזיולוגית.

מכניזם של פעולה

כאשר מנוהלים intramuscularly, LNPs להיכנס לחלל הבין-תחומי ונלקחים על ידי תאים באמצעות אנדוקרוזיס. הסביבה החומצה של אנדומט גורמת ל-Samid שניתן לטעון באופן חיובי, קידום היתוך עם membrane אנדוסולי של ה-RNA לתוך ה- cytosol. ברגע בתוך התא, mRNA הוא מתורגם על ידי תגובה מדויקת של חלבון אנטיגנית זה.

פיתוחים אחרונים בטכנולוגיית LNP

המונחים: lipid formulas

הדור הראשון של LNPs המשמש Pfizer-BioNTech ומודרניa חיסונים התבססו על לימפואידים ionizable כגון ALC-0315 ו- SM-102 מאז, החוקרים פיתחו ספריות של ליומנים חדשים עם תכונות משופרות. לדוגמה, DLin-MC3DMA (שימוש ב- Onpattro, התרופה הראשונה של ה- FDA-LNP-si) כבר יותר ויותר נמוכה יותר ויותר.

  • (ב) [15] ויקרא י"ד, ו[[1924]]]], [[1924]]]]]], [[1924]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]]]]]]]]], [[1924]]]]]]]]]]
  • (FLT:0) Biodegradable lipsualph 1 המכיל קישורים ester, המאפשר ניקוי מהיר מהגוף לאחר משלוח מ-RNA.זה מקטין הצטברות ברקמות ומצמצם תופעות לוואי ארוכות טווח.
  • (FLT:0) ליפלידים עם pKa tuningveFLT:1), אשר אופטימיזציה עבור pH אנדוסומי, אך נותר נייטרלי ב pH פיזיולוגי, שיפור המדד הטיפולי.
  • (ב) [15], ⁇ (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

ניסוחים מותאמים אלה מאומתים במודלים פרה-קליניים וניסויים קליניים מוקדמים למגוון חיסונים מRNA וטיפולים.

משלוח ממוקד

אחת המגבלות העיקריות של LNPs סטנדרטית היא הצטברות המועדפת שלהם בכבד לאחר ניהול intravenous. עבור רוב החיסונים (ננים תוך-מעוררי), עלייה במשקל היא פחות דאגה, אבל עבור יישומים טיפוליים - כגון חלבונים חלופיים מבוססי mRNA או עריכת גנים - החלת סוגים ספציפיים של תאים היא חיונית.

  • (FLT:0) הדבקה של ligandsFLT ( 1:1 כגון נוגדנים, peptides, או aptamers כי נקשר קולטנים על תאים dendritic, תאי T, או תאים סרטניים. לדוגמה, שינוי LNPs עם נוגדנים אנטי-CD3 מאפשר משלוח מRNA במיוחד לתאי T עבור קולטן אנטי-CAR (T) טיפול.
  • (FLT:0) ליפלידאיד ו- dendrimerפלטפורמות ראט'ר 1 (FLT:0) המאפשרות פונקציונליות קלה יותר ובדיקה מהירה של ספיגה ספציפית של תאים.
  • (FLT:0) התפלגות לייסוד סימטרית 1FLT:1 באמצעות שילוב מיקרו-השפעהי כדי למקם את הנאות מיקוד על עלון החיצוני ללא לכידת mRNA מטרידה.
  • (FLT:0) וריאנטים של פליד:1 שניתן לשפוך בקצב שונה, המאפשר מיקוד פסיבי לבלוטות לימפה עבור תגובות חיסון משופרות.

LNPs ממוקד הוכיחו את היכולת לספק mRNA לתאי גזע hematopoietic, אפיתליום ריאות, ואפילו המוח לאחר ניהול מערכתי, הרחבת ההגעה הטיפולית של הפלטפורמה.

צמצום התגובה

תגובה תגובה פולשנית – תגובה דלקתית או מערכתית כגון חום, עייפות וכאבי אתר הזריקה – הייתה השפעה בולטת של חיסון mRNA.מקור התגובה הוא בחלקו בשל רכיבי LNP, במיוחד שומנים יון, אשר יכול להפעיל חיישנים חיסוניים.

  • (FLT:0)Use of less דלקת ריאות ionimveFLT) 1 שלא מעורר קולטן חזק דמוי טון (TLR) או הפעלה לא מופרכת.
  • (ב) [15] שילוב של לימפוכח אנטי דלקתי (FLT: 1) כגון ⁇ tocopherol (vitamin E) או זריפים ספציפיים אשר לחים את התגובה החיסונית מולדת ללא הקרבת חסינות הומוריסטית.
  • (ב) [ה]:0 [ה] טיהור של מרנ"א [=] [ה], הסרת מזהמים כפולים-מצפופים] בשילוב עם LNPs משופרים אשר מפחיתים גירוי target.
  • (FLT:0) ⁇ עם מערכות buffer חלופיות 1 , ו-Edows כי הורדת חומציות אתר ההזרקה ונזק רקמות.

גישות אלה כבר משולבים לתוך הדור הבא של COVID-19 מאיצים וחיסון שפעת mRNA, עם נתונים קליניים מוקדמים הראו שיעורי מופחת של חום ותגובה באתר הזריקה.

ייצור ודרגות

ההיקף הגלובלי של ייצור LNP במהלך המגיפה שהוצג אתגרים עצומים.המצב הנוכחי של האמנות משתמש בתערובת מיקרו-השפעהידתית כדי להשיג גודל ניכר ויעילות הפחתה, אבל הטכנולוגיה מוגבלת בתפוקה.

  • (FLT:0) מכשירים מיקרו-השפעהיים של זרימה גבוהה של זרימה גבוהה של 1FIRLT:1) מסוגלים לייצר כמויות בקנה מידה של קילו-גרם של LNPs ליום, בשילוב עם טכנולוגיית אנליטית של תהליך מקוון עבור בקרת איכות בזמן אמת.
  • (FLT:0) תהליכים חצי-מתמידים של LT:1) באמצעות ערבוב מטוסים בלתי מאולתרים או הידרודינמיקה להתמקד כי הם קלים יותר בקנה מידה מאשר מיקרו-השפעה מסורתית.
  • (FLT:0) לייאופיליזציה ודלקת ריסוס (RIS) 1 של פורמולות LNP-mRNA לייצר אבקות תרמו-שולחן שניתן לאחסן במקרר או בטמפרטורת החדר, תוך חיסול הצורך בלוגיסטיקה שרשרת קרת.
  • (ב) [15] ,0) ,Use of biodegradable and Sourced LipsFLT) 1 מ- Sustainable Feedstocks כדי להפחית את עלויות ושרשרת האספקה.

חידושים אלה של ייצור יהיה קריטי להרחבת חיסון MRNA-LNP למדינות בעלות הכנסה נמוכה ובינונית, ולאפשר טיפולים מבוססי LNP אחרים הדורשים עלויות נמוכות יותר.

הכי הרבה יכולת אחסון

אחת המגבלות המעשיות הדוחקות ביותר של חיסון LNP-mRNA היה הדרישה לאחסון אולטרה-קר (-70 מעלות צלזיוס לחיסון Pfizer-BioNTech).

  • (FLT:0)Lyophilized LNP-mRNA ניסוחsFLT ( 1:1 שנשאר יציב לפחות 12 חודשים ב 4 ° C וכמה שבועות בטמפרטורת החדר.הליאוגנים (למשל, סורוז, trehalose) למנוע היתוך חלקיקים ושפל מרנ"נ במהלך הקפאה.
  • (ב) ,0) שומנים בעלי טמפרטורות גבוהות יותר של זכוכית, אשר שומרים על יציבות המדינה תחת קירור.
  • (FLT:0) מנדציה של ה- PEG-lipid VeveFLT) 1:1 כדי להפחית את שיעור הידרוליזה שומנים וחמצן, נהג מפתח של חוסר יציבות חלקיקים לאורך זמן.
  • (ב) ⁇ :0) מערכות buffer:1 (למשל, טריס-HCl או citrate) שמגנות על mRNA מפני השפלה כימית במהלך האחסון.

כמה חברות כבר יצרו חיסון תרמוסנד LNP-mRNA שעובר הערכה קלינית, מבטיח לפשט באופן דרמטי את ההפצה העולמית, במיוחד באזורים עם תשתיות שרשרת קרות מוגבלות.

אתגרים ומגבלות

למרות התקדמות מהירה, טכנולוגיית LNP עבור משלוח מRNA אינה ללא אתגרים בלתי פתורים. אזורי מפתח הדורשים המשך תשומת לב כוללים:

  • (FLT:0) תחמושת של מערכת המשלוח: ההרחבה:ראהFLT:1) הממשל החוזר של LNPs יכול לגרום נוגדנים אנטי-PEG, המוביל להבהרת דם מואצת וצמצום יעילות עבור מינונים.אסטרטגיות כדי להפחית את זה כולל החלפת PEG-lipids עבור פולימרים חלופיים (למשל, פולי(N-2-oxypropyl) או ציפויים שאינם של GPE).
  • (FLT:0) ביו-הגמישות והצטברות:FreaLT:1 למרות שומנים בעלי ערך ביולוגית מפותחים, חלק רכיבי LNP עשויים להימשך בגוף, במיוחד בכבד ובחוללן.האפקטים ארוכי הטווח של חשיפה כרונית ל- LNP עבור יישומים טיפוליים עדיין לא מבינים לחלוטין.
  • (FLT:0) אנתרופולוגיה עבור רקמות מחוץ לטרגן:ראהFLT ( 1 Intravenly מנוהל LNPs עדיין מצטבר בעיקר בכבד, הגבלת משלוח לאיברים אחרים.אפילו עם ligands מיקוד, הנטל מחוץ לטרנטט יכול לגרום לאפקטים לא מנוסים.
  • (FLT:0)btch-to-batch Reproducibility:FLT ( 1 LNP גודל, התפלגות גודל, פוטנציאל Zeta, ויעילות הפחתת יכולת יכולה להשתנות בין פועלי הייצור, המשפיעה על הגמישות.
  • (FLT:0) טיהור בקנה מידה בקנה מידה: טוהר 1 (FLT:1) שיטות טיהור נוכחי (סינון זרימה טטרציונאלית) יעילים אך מוסיפים עלות ומורכבות. chromatography רציף או שיטות המבוססות על משקעים מפותחים.

התייחסות לאתגרים אלה תדרוש שיתוף פעולה בין כימאים ליומנים, ניסוח מדענים, אימונולוגים ומהנדסי ייצור.

השפעה על פיתוח החיסון

הרחבת צינורות המחלה המזוינת

ההצלחה של חיסון LNP-mRNA עבור COVID-19 עורר גל של מועמדים נגד מגוון רחב של פתוגנים. אלה כוללים חיסון mRNA עבור שפעת (כולל זנים אוניברסליים), וירוס סינכרון נשימה (RSV), cytomegalovirus, כלבת, ווירוס זיקה משופר הם להיות מותאם לתגובה הספציפית הנדרשת - כגון נוגדנים CRM עבור נוגדנים חזקים יותר עבור נוגדנים נוגדנים.

יתר על כן, עיצובי חיסון רב-ערך (הצטברות מספר אנטיגנים מאחת או מספר פתוגניות) הופכים להיות אפשריים עם LNPs שיכולים לשתף פעולה עם מספר מינים מ-RNA ללא הפרעה.זה פותח את הדלת לשילוב חיסונים שיכולים לפשט את לוח הזמנים של חיסון רופאי ילדים.

חיסון לסרטן אישי

אחד האזורים המרגשים ביותר עבור טכנולוגיית LNP-mRNA הוא אימונותרפיה סרטן מותאמים אישית. מוטציות ספציפיות Tumor ניתן לזהות על ידי ריצוף, ומנ"א עד 20 ניאונטיגנים ניתן לנסח לתוך יחיד LNP. ניסויים קליניים אחרונים הוכיחו כי חיסונים RNA מותאמים אישית כאלה, כאשר בשילוב עם מעכבי מחסום, יכול לגרום לתגובות אנטי-טרנטיבות בחולים עם מלנומה ו panrecatic אלה הם: שיפור חיסונים לחדשנות.

  • (FLT:0) , 000 ⁇ ל- LNPs כדי dendriticib תאים 1 דרך DEC-205 או CD40 ligands כדי לשפר את המצגת אנטיגן ואת חצי-פריון של תאים T ציטוקסין.
  • (FLT:0) לזיכרון של מולקולות אדג'וונט (FLT) 1:1 כגון TLR agonists או agonists בתוך אותו LNP, להגביר את התגובה החיסונית מבלי לגרום רעילות מערכתית.
  • (FLT:0) עידוד מקומי או intratual DeliveryveFLT:1 של mRNA כדי לתכנת מחדש את המיקרו-סביבון של הגידול - דגימה כוללים LNPs המספקים mRNA עבור ציטוקינסים כמו IL-12 או עבור קולטני אנטיגנים צ'ימרניים לדגמי לימפוציטים.

כמה חברות מרחיבות את הייצור של חיסונים RNA-LNP מותאמים אישית, במטרה לייצר אצווה ספציפית לחולה בתוך ארבעה עד שישה שבועות מגידול.

החלפת חלבון ועריכה

מעבר לחיסונים, טכנולוגיית LNP-mRNA נעה לאזורים טיפוליים שבהם ביטוי transientient של חלבון הוא הרצוי.לדוגמה, mRNA ⁇ the Cycy fibrosis Transmembrane Conductance הרגולטור (CFTR) מועבר באמצעות LNPs לתאים אפיתליים ריאות הראו הבטחה במודלים טרום קליניים.

היכולת לבטא חלבונים טיפוליים באופן מתמשך מבטלת את הסיכון של mutagenesis משולב עם וקטורים ויראליים, מה שהופך את LNP-mRNA אלטרנטיבה בטוחה יותר עבור אינדיקציות רבות.עם זאת, משך קצר של ביטוי (ימים) פירושו כי חזרות הוא הכרחי עבור מחלות כרוניות, שינוי המיקוד ל- LNPs עם יעילות ביולוגית משופרת ו immunogenicity מופחתת.

כיוונים עתידיים

ייצור משולב ובקרת כישרונות סגורים

כמו מוצרי LNP-mRNA לעבור לקראת פרסום עבור אינדיקציות מגוונות, פלטפורמות ייצור יפתחו לשלב תאומים דיגיטליים ניטור בזמן אמת. אלגוריתמי למידת מכונות מאומנים על אלפי פרמטרים לחיזוי יחסי ליידיד אופטימליים, גדלים חלקיקים, ותרמוסטביליות, צמצום הצורך בבדיקות אמפירטיביות.

כימיה שפתונית

ניסוחים LNP הנוכחיים מסתמכים על מספר קטן של כיתות שומנים.העתיד יראה שילוב של מוטיבים חדשים, כולל שומנים מחומצמים עבור שיפור ביציבות vivo, שומנים בעלי השפעה על מעברים מרובים pH, ופולי-(beta-amino esters) המאפשרים שיעורי פיזור טונה מאוד.

שילוב עם שיטות סמים אחרות

LNPs אינם מוגבלים ל- mRNA.הם יכולים לשתף מולקולות קטנות, אחנ"א, plasmid DNA, או אפילו חלבונים.זה פותח את האפשרות של טיפול משולב שבו חלקיקים בודדים מספקים הן mRNA-encoded טיפולי ו מעכב קטן-מולקולי. לדוגמה, LNPs המכילים mRNA עבור גידול p53 יחד עם MDmole קטן הראו כי יש צורך בפעילות אנפילטית כגון âpaltraptrai.

שיקולים בינלאומיים ותקנות רגולטוריות

הרחבת טכנולוגיית LNP-mRNA מעבר למדינות עשירות ידרוש מאמץ מרוכז.ארגון הבריאות העולמי ובריכת הפטנטים של התרופות כבר ניהלו משא ומתן על רישיונות לחיסון COVID-19 mRNA-LNP, ומסגרות דומות נדרשות למוצרים אחרים של mRNA. חוקרים מפתחים ניסוחים קוד פתוח ל- LNPID שניתן לייצר באופן מקומי באמצעות שומנים זולים וכלי פשוט.

מסקנה

חלקיקים מבוססי ליפיד הפכו את mRNA מהרעיון מבטיח לתוך מודוליות קלינית מאומתת.ההתקדמות המהירה בכימיה ליפיד, ייצור, וקודש בחמש השנים האחרונות פתרו רבים מהמגבלות הראשוניות - יכולת, תגובה, ודרגתיות - בעוד שחשיפת הזדמנויות חדשות לטיפולים מדויקים ברפואה.מנגיפים חיסונים משופרים נגד וירוסים עונתיים לגני חיסון ועריכה מותאמים אישית, ל-LNPs מאפשרת את הטכנולוגיה יעילה יותר ל-RNA, שהופכת את הפחתת יעילות יותר, ל- , ל-MRIQVENNADAND.

שם מקור:0.10.10.10.10

  • (ב) ויקרא י"א, ויקרא י"ד ו' (ב) , ויקרא י"א) , ויקרא ויקרא ויקרא יט: ויקרא יט).
  • (ב) [15] ויקרא ויקרא י"ד ויקרא יט: ויקרא ויקרא יט: ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא י"א, ויקרא י"ד, ויקרא י"ד, ויקרא י"ד, ויקרא י"ד, ויקרא י"ד, ט"ד): "וַיְאַהְיִנְתָּבְתָּבְתָּבָרֶבְתָּבְהִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתִיתֶּם" (ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"א"א"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"ב"א.
  • (ב) ויקרא י"א, א' ואל' (ב) , ויקרא יט, ויקרא יט).
  • (ב) ויקרא י"ד ו' א' (שם כ"ד) , ויקרא י"א) , ויקרא ויקרא ויקרא י"ד, ויקרא י"ד, ויקרא י"ד ויקרא יט"ד: ויקרא יט"ד .