Fosfolipidy výrazně zvyšují interakci mezi LNPs a endozomální membránou

Tým výzkumníků použil metodu detekce Fosterovy rezonanční energie přenosu (FRET) k hodnocení vlivu obsahu fosfolipidů na interakci mezi LNPs a endozomální membránou. Výsledky ukázaly, že přídavek fosfolipidů v závislosti na formulaci výrazně zlepšuje fúzi s endozomální membránou.

Fosfolipidy zvyšují in vitro efektivitu transfece buněk pomocí LNPs

Tým výzkumníků transfekoval mRNA luciferázy do buněk HEK293 a Hela pomocí LNPs s různým obsahem fosfolipidů. Aktivita luciferázy byla měřena detekcí průměrné intenzity světelného záření, což umožnilo kvantitativně vyhodnotit únik z endozomů a expresi mRNA v buňkách. Výsledky ukázaly, že LNPs s nulovým obsahem fosfolipidů dosahovaly nižší efektivity transfece, zatímco s rostoucím obsahem fosfolipidů se efektivita výrazně zvyšovala.

Obrázek 3 Porovnání efektivity transfece buněk Hela pomocí LNPs s různým obsahem fosfolipidů [1]

Fosfolipidy zvyšují in vivo efektivitu dodávky mRNA pomocí SORT LNPs

Tým výzkumníků injikoval LNPs s gradientním obsahem fosfolipidů obsahující mRNA lidského erytropoietinu myším C57BL/6 ve věku 6–8 týdnů a hodnotil efektivitu transfece měřením sekrece proteinů produkovaných transfekovanými buňkami. Výsledky ukázaly, že s rostoucím obsahem fosfolipidů se zvyšuje efektivita transfece. Je důležité poznamenat, že optimální poměr přídavku fosfolipidů je závislý na formulaci.

Obrázek 4 Porovnání in vivo expresních účinků mRNA využívajících LNPs s různým obsahem fosfolipidů [1]

Obsah fosfolipidů ovlivňuje morfologii LNPs

Tým výzkumníků pomocí kryogenní elektronové mikroskopie vizuálně prokázal, jak fosfolipidy přetvářejí nanostrukturu LNPs.

Obrázek 5 Kryogenní elektronová mikroskopie LNPs s různým obsahem fosfolipidů [1]

V případě hepatických SORT LNPs vedlo bohatější zásobení fosfolipidy k vytvoření poluspořádaného lipidového jádra; tento vystupující strukturální prvek může indikovat vyšší fúzní aktivitu LNPs.

V případě pulmonálních SORT LNPs vedlo zvýšení obsahu fosfolipidů ke změně z neuspořádané jednovrstvé struktury na vícevrstvou puklinovou strukturu, což mohlo ovlivnit expozici SORT lipidů na povrchu částic.

V případě splenických SORT LNPs byly částice při nulovém obsahu fosfolipidů ostré a nepravidelné, zatímco jejich přídavek přinesl pravidelnější a kulatější tvar, čímž se zvýšila stabilita membrány.

Závěr

Tato studie změnila dosavadní pojetí toho, jaké funkce plní fosfolipidy v pokrokových systémech dodávky LNPs. Fosfolipidy již nejsou pouze „pomocnými lipidy“ udržujícími strukturální stabilitu, ale multifunkčními „molekulárními kormidly“, které řídí dynamiku fúze membrán LNPs, efektivitu úniku z endozomů, buněčnou absorpci, morfologii nanostruktur i konečnou specifičnost cílových orgánů. Tato studie naznačuje, že při navrhování další generace LNPs je nutné považovat fosfolipidy za klíčový funkční designový parametr, nikoli pasivní strukturální složku. S hlubším porozuměním vzájemným interakcím mezi lipidy se terapie LNPs specifické pro jednotlivé orgány, přizpůsobené na míru, budou stávat z vize rychleji skutečností.

Reference:

[1]Guerrero, Erick D a kol. „Investigace funkčních přínosů fosfolipidů v selektivně cílových lipidových nanopartikulích.“ Biomaterials, svazek 326 (2026): 123671.

Další čtení:

Moderní farmaceutická společnost Guangzhou Baiyunshan Hanfang se věnuje poskytování celé řady podpory od osvědčených pomocných látek až po inovativní kandidátské materiály pro vývoj tukových emulzí, LNP a liposomálních léčivých přípravků po celém světě, čímž napomáhá technologickým průlomům a rozvoji biomedicínského průmyslu!

Tabulka 1 Seznam některých injekčních lipidových produktů společnosti