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LipidBrick®——独特脂质,改进LNP配方,助力mRNA治疗!

版权所有,转载请联系基因市场部
2024-07-15

RNA可以将DNA中编码的信息翻译转化为细胞功能。与DNA不同,由于RNA酶的降解,RNA的寿命相对较短。但从积极的方面来说,RNA不需要进入细胞核来启动蛋白质生产


出于这个原因,RNA已被广泛用于揭示特定生物学机制的遗传基础和细节,这些信息增加了对许多疾病及其原因的理解。



与质粒DNA相比,mRNA不需要递送到细胞核中,也没有插入诱变的风险。但同时由于mRNA亲水性强,容易被降解,mRNA递送也成为了一个难题


目前最常用的mRNA疫苗递送技术是脂质纳米粒(LNP),通过包裹mRNA将其保护起来免于被降解。相对于其他递送系统,LNP有很多优势,比如包封效率高、细胞毒性和免疫原性低等。但目前的LNP靶向组织主要局限于肝脏,容易在肝脏中聚集


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作为递送领域的创新者,Polyplus为此开发了一系列用于LNP配方的阳离子,命名为LipidBrick®。这些活性脂质不仅保护mRNA分子,同时在LNP的转染效率方面发挥重要作用。(点击了解更多mRNA转染产品)


LipidBrick®基于咪唑极性头,通过向LNP添加正电荷,在效力和靶向性方面拓宽了当前的应用范围:与基于可电离脂质的LNP相比,有更多的mRNA被输送到肺和脾脏,同时减少肝脏中的积累,调整了LNP的整体电荷和生物分布


Polyplus的目标是支持客户从研发到商业化。jetMESSENGER® 和in vivo–jetRNA®+ 配方中的阳离子脂质(活性脂质)是LipidBrick®脂质库中的LipidBrick® IM21.7c,这使得我们的即用型试剂与符合您特定需要的LNP配方之间形成无缝衔接。并且LipidBrick®基于独特的脂质结构,受Polyplus®拥有的独立专利保护。


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LNP 定性测试


概念验证研究显示了在mRNA-LNP配方中使用LipidBrick® IM21.7c的潜力。选择的阳性对照是:

  • in vivo-jetRNA®+:Polyplus的即用型脂质体试剂

  • 使用可电离脂质的LNPs (如Dlin-MC3-DMA和SM-102)


用编码荧光素酶的mRNA来定性测试几种LNP配方。使用LipidBrick® IM21.7c的Polyplus cLNP配方的选择取决于三个参数:粒径,Zeta电位和包装效率。 通过调节脂质间的比例,Polyplus成功找到了一个具备可接受的纳米颗粒尺寸(<100 nm)、阳离子总电荷(约20 mV)和100% mRNA 封装效率的LNP配方。


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与使用可电离脂质的LNP相比,包含LipidBrick® IM21.7c的Polyplus cLNP可以调节LNP特性。 mRNA/in vivo-jetRNA®+脂质体(使用推荐操作方法)和mRNA-LNP(250μg/ml mRNA)形成复合物后室温一小时的A/ 颗粒大小,使用动态光散射(DLS)测量。B / Zeta电位,使用电泳光散射(ELS)测量。C /使用in vivo-jetRNA®+或LNP包装mRNA(2kb编码荧光素酶的mRNA)的效率,使用RiboGreen试剂盒分析。



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效率和生物分布


LNP特性会影响递送效率和器官的靶向性。通过修饰脂质结构(即脂质体或LNP)和颗粒的总电荷,可以在小鼠中通过全身注射来调节mRNA的生物分布和表达。使用可电离脂质形成的LNP主要靶向肝脏,而使用阳离子脂质(LipidBrick® IM21.7c)cLNP有不同的生物分布:向肺和脾脏递送了更多的mRNA,而减少了向肝脏的递送。


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包含LipidBrick® IM21.7c的Polyplus cLNP通过IV注射将mRNA有效递送到不同的器官。使用in vivo-jetRNA®+或LNPs通过静脉注射(眼眶注射)将编码荧光素酶的mRNA注射到小鼠中。mRNA用量为7.5μg mRNA/小鼠。注射后24小时评估荧光素酶表达。



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为肝脏以外的靶点提供了新选择


LipidBrick® 文库由创新的且专有的基于imidazolium的阳离子脂质组成,用于LNP配方。围绕基于imidazolium的极性头进行化学结构的调整使得LNP具有不同的特性,包括不同的效率和生物分布。使用LipidBrick®产品组合, 将LNP的使用扩展到肝脏以外,根据您的治疗应用来筛选和定制最适合的脂质。


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使用LipidBrick®库中的不同脂质配方的LNP的生物分布不同, 某些对肺和脾表现出特别高的趋向性,而减少了在肝脏中的表达。LNPs的配方基于经过优化的包含IM21.7c的Polyplus cLNP,简单地将其中的阳离子脂质置换成库中的其他脂质)



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LNP 稳定性


颗粒的稳定性对患者的安全和药物的有效性非常重要。LNP或核酸的降解会导致非预期的副作用或者药物功效降低, Polyplus在CaCo-2细胞体外mRNA转染中测试了其cLNP配方的稳定性达3个月。该研究表明,当mRNA-LNP储存在4°C时,使用LipidBrick®IM21.7c的Polyplus cLNP非常稳定并且表达良好。

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包含LipidBrick® IM21.7c的LNP非常稳定可达3个月。LNP和编码荧光素酶的mRNA形成复合物并在4°C下储存了13周。第5周、10周和13周时在CaCo-2细胞系中评估了体外转染效率,通过检测转染后24小时荧光素酶的表达(作为阳性对照的的mRNA/in vivo-jetRNA+的脂质体按照Polyplus标准操作手册制备)



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LNP 安全性


接下来,我们评估与使用可电离脂质(Dlin-MC3-DMA)的LNP配方相比,含有阳离子脂质LipidBrick® IM21.7c的LNP配方在小鼠静脉注射中对促炎反应的影响。为了全面评估体内毒性的预测性生物标志物,研究包括了与病理反应相关的血细胞因子。在这项研究中,我们发现使用LipidBrick® IM21.7c 配方的Polyplus cLNP与使用可电离脂质的LNPs具有相似的细胞因子谱,没有或触发极低的促炎反应。


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*含有IM21.7c的Polyplus cLNP触发的细胞因子谱与使用Dlin-MC3-DMA的LNP相似。




Polyplus mRNA递送解决方案

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