Ispirandosi alla progettazione delle navette spaziali, i ricercatori della Penn Engineering hanno inventato un nuovo modo per sintetizzare un componente chiave delle nanoparticelle lipidiche (LNP), il rivoluzionario veicolo di somministrazione per i trattamenti a base di mRNA, inclusi i vaccini Pfizer-BioNTech e Moderna COVID-19, semplificando la produzione di LNP aumentandone l'efficacia nel fornire mRNA alle cellule per scopi medicinali.
In un articolo su Nature Communications , Michael J. Mitchell, professore associato presso il Dipartimento di Bioingegneria, descrive un nuovo modo di sintetizzare i lipidi ionizzabili, componenti chimici chiave degli LNP che aiutano a proteggere e fornire carichi utili medicinali. Per questo articolo, Mitchell e i suoi coautori hanno testato la somministrazione di un farmaco mRNA per il trattamento dell'obesità e strumenti di modifica genetica per il trattamento delle malattie genetiche.
Precedenti esperimenti hanno dimostrato che i lipidi con code ramificate funzionano meglio nel fornire mRNA alle cellule, ma i metodi per creare queste molecole richiedono molto tempo e costi elevati. "Offriamo una nuova strategia di costruzione per la sintesi rapida ed economica di questi lipidi", afferma Xuexiang Han, uno studente post-dottorato presso il Mitchell Lab e co-primo autore dell'articolo.
Il metodo prevede la combinazione di tre sostanze chimiche:una "testa" di ammina, due "code" di epossido alchilico e, infine, due "code ramificate" di cloruro acilico. La somiglianza del lipideide completo con una navetta spaziale legata a due razzi booster non è casuale:al college, ricorda Han, un documentario sulla navetta spaziale lo lasciò impressionato dal design dei razzi booster solidi che consentivano alla navetta di entrare in orbita. "Ho pensato che avremmo potuto aggiungere due code ramificate come 'potenziatori' nel lipidoide per promuovere il rilascio dell'mRNA," spiega Han.
In effetti, l’aggiunta delle code ramificate ha portato a un sorprendente aumento della capacità degli LNP dotati del nuovo lipidoide di fornire mRNA alle cellule bersaglio, proprio come un razzo i cui booster gli consentono di penetrare più facilmente nell’atmosfera. "Abbiamo osservato un drammatico aumento di un ormone che regola il metabolismo verso le cellule bersaglio dopo aver rilasciato l'mRNA utilizzando questi lipidi, il che è davvero entusiasmante se considerato come un modo per trattare l'obesità", afferma Mitchell.
Ulteriori informazioni: Xuexiang Han et al, Sintesi combinatoria in situ di lipidi ramificati degradabili per la somministrazione sistemica di terapie a base di mRNA ed editor di geni, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45537-z
Fornito dall'Università della Pennsylvania
