Inspirisani dizajnom svemirskih šatlova, istraživači Penn Engineeringa izmislili su novi način za sintetizaciju ključne komponente lipidnih nanočestica (LNP), revolucionarnog vozila za isporuku mRNA tretmana, uključujući vakcine Pfizer-BioNTech i Moderna COVID-19, pojednostavljujući proizvodnju LNP-a istovremeno povećavajući njihovu efikasnost u isporuci mRNK ćelijama u medicinske svrhe.
U radu u Nature Communications, Michael J. Mitchell, vanredni profesor na Odseku za bioinženjering, opisuje novi način za sintezu jonizujućih lipida, ključnih hemijskih komponenti LNP-a koje pomažu u zaštiti i isporuci medicinskog tereta. Za ovaj rad, Mitchell i njegovi koautori testirali su isporuku mRNA leka za lečenje gojaznosti i alate za uređivanje gena za lečenje genetskih bolesti.
Prethodni eksperimenti su pokazali da lipidoidi sa razgranatim repovima imaju bolje rezultate u isporuci mRNK ćelijama, ali metode za stvaranje ovih molekula su vremenski i skupe. „Nudimo novu strategiju izgradnje za brzu i ekonomičnu sintezu ovih lipida“, kaže Ksuekiang Han, postdoktorant u laboratoriji Mitchell i prvi autor rada.
Metoda uključuje kombinovanje tri hemikalije: „glave“ amina, dva „repa“ od alkil epoksida i, na kraju, dva „razgranata repa“ acil hlorida. Sličnost završenog lipidoida sa spejs šatlom vezanim za dve rakete za buster nije slučajna: na koledžu, seća se Han, dokumentarni film o spejs šatlu ostavio ga je impresioniran dizajnom čvrstih raketnih pojačivača koji su omogućili šatlu da uđe u orbitu. „Shvatio sam da bismo mogli da dodamo dva repa grane kao ‘pojačivača’ u lipidoid da bismo promovisali isporuku mRNK“, kaže Han.
Zaista, dodavanje razgranatih repova dovelo je do upečatljivog povećanja sposobnosti LNP-a opremljenih novim lipidoidom da isporuče mRNA ciljnim ćelijama, slično raketi čiji pojačivači joj omogućavaju da lakše prodre u atmosferu. „Videli smo dramatično povećanje hormona koji reguliše metabolizam u ciljnim ćelijama nakon isporuke mRNK koristeći ove lipide, što je zaista uzbudljivo kada to smatrate načinom za lečenje gojaznosti“, kaže Mičel.
