Новые молекулы, вдохновлённые космическими челноками, улучшают доставку липидных наночастиц для контроля веса

Исследователи из Пенсильванского университета, вдохновившись конструкцией космических челноков, разработали новый способ синтеза ключевого компонента липидных наночастиц (LNP) — революционной системы доставки для мРНК-препаратов, включая вакцины от COVID-19 от Pfizer-BioNTech и Moderna. Метод упрощает производство LNP и повышает их эффективность в доставке мРНК в клетки.

В статье в Nature Communications Майкл Дж. Митчелл, доцент кафедры биоинженерии, описывает новый способ синтеза ионизируемых липидоидов — ключевых химических компонентов LNP, которые защищают и доставляют лекарственную нагрузку. В этой работе Митчелл и его соавторы протестировали доставку мРНК-препарата для лечения ожирения и инструментов для генного редактирования.

Предыдущие эксперименты показали, что липидоиды с разветвлёнными "хвостами" лучше доставляют мРНК в клетки, но методы их создания трудоёмки и дороги. "Мы предлагаем новую стратегию конструирования для быстрого и экономичного синтеза этих липидоидов", — говорит Сюэсян Хан, постдок в лаборатории Митчелла и соавтор статьи.

Метод включает объединение трёх химических компонентов: аминной "головы", двух алкил-эпоксидных "хвостов" и, наконец, двух ацилхлоридных "разветвлённых хвостов". Сходство готового липидоида с космическим челноком, прикреплённым к двум ускорителям, не случайно. Хан вспоминает, как в колледже документальный фильм о шаттлах впечатлил его дизайном твердотопливных ускорителей, позволявших челноку выходить на орбиту. "Я подумал, что мы можем добавить два разветвлённых хвоста как 'ускорители' в липидоид, чтобы улучшить доставку мРНК", — говорит Хан.

Добавление разветвлённых хвостов привело к резкому увеличению способности LNP, оснащённых новым липидоидом, доставлять мРНК в целевые клетки, подобно ракете, ускорители которой позволяют ей легче преодолевать атмосферу. "Мы наблюдали драматическое увеличение уровня гормона, регулирующего метаболизм, в целевых клетках после доставки мРНК с помощью этих липидоидов, что очень многообещающе с точки зрения лечения ожирения", — говорит Митчелл.