太空技术提高肥胖mRNA治疗效果

宾夕法尼亚大学工程学院的研究人员受到航天飞机设计的启发，开发了一种合成脂质纳米颗粒(LNPs)关键成分的新方法。这一创新简化了LNP的生产，增强了mRNA向细胞的传递，在治疗肥胖和遗传疾病方面具有广阔的应用前景。这项技术涉及一种模仿航天飞机助推器火箭的新型合成策略，显著提高了mRNA传递的效率。

　　

宾夕法尼亚大学工程学院的研究人员从航天飞机技术中获得灵感，开发了一种合成脂质纳米颗粒(LNPs)关键元素的新方法。这些LNPs通过提高LNP生产的简便性和将mRNA转运到细胞中用于医学治疗的有效性，在给药mRNA疗法(如辉瑞- biontech和Moderna COVID-19疫苗)中起着关键作用。

在《Nature Communications》的一篇论文中，生物工程系副教授Michael J. Mitchell描述了一种合成可电离脂质的新方法，这是LNPs的关键化学成分，有助于保护和传递药物有效载荷。在这篇论文中，Mitchell和他的合著者测试了一种用于治疗肥胖的mRNA药物的递送，以及用于治疗遗传疾病的基因编辑工具。

简化生产流程

先前的实验表明，具有分支尾巴的类脂体在向细胞传递mRNA方面表现更好，但制造这些分子的方法既耗时又成本高。“我们提供了一种新的构建策略，可以快速、经济地合成这些脂质，”Mitchell实验室的博士后学生、该论文的共同第一作者Xuexiang Han说。

这种新分子的灵感来自于航天飞机的双助推器火箭的设计，它提高了脂质纳米颗粒的药物输送效率，同时简化了制造。

这种方法需要结合三种化学物质:一种胺“头”，两种环氧烷“尾”，最后是两种酰氯“支尾”。完成的类脂体与绑在两个助推器上的航天飞机的相似之处并非巧合:韩回忆说，在大学里，一部关于航天飞机的纪录片让他对固体火箭助推器的设计印象深刻，这种设计使航天飞机进入了轨道。“我认为我们可以在脂质中附加两个分支尾部作为‘助推器’，以促进mRNA的传递，”韩说。

事实上，分叉尾部的增加导致配备了新类脂质的LNPs将mRNA传递给目标细胞的能力显著提高，就像火箭的助推器让它更容易穿透大气层一样。Mitchell说:“我们发现，在使用这些脂质传递mRNA后，一种调节目标细胞代谢的激素急剧增加，当你考虑将其作为治疗肥胖的一种方法时，这真的很令人兴奋。”

参考文献:“In situ combinatorial synthesis of degradable branched lipidoids for systemic delivery of mRNA therapeutics and gene editors” by Xuexiang Han, Junchao Xu, Ying Xu, Mohamad-Gabriel Alameh, Lulu Xue, Ningqiang Gong, Rakan El-Mayta, Rohan Palanki, Claude C. Warzecha, Gan Zhao, Andrew E. Vaughan, James M. Wilson, Drew Weissman and Michael J. Mitchell, 26 February 2024, Nature Communications.