Новый метод масс-спектрометрии для анализа поверхности липидных наночастиц может улучшить доставку вакцин и лекарств

Учёные из Школы фармации Ноттингемского университета продемонстрировали новый криогенный метод масс-спектрометрии для послойного анализа замороженных липидных наночастиц (LNP). Метод позволяет определить слои и ориентацию молекул в их составе.

Результаты опубликованы в журнале Communications Chemistry.

LNP получили известность благодаря доставке мРНК в вакцинах от COVID-19 от Moderna и Pfizer BioNTech. Они также используются для доставки терапевтических средств, включая препараты на основе малой интерферирующей РНК для лечения наследственной полинейропатии (Alnylam Pharmaceuticals).

Перспективные области разработки включают нацеленную на лёгкие генную терапию. LNP имеют потенциал для лечения ряда заболеваний, таких как муковисцидоз, идиопатический лёгочный фиброз, хроническая обструктивная болезнь лёгких и астма.

Это исследование даёт представление об относительном положении каждого компонента внутри LNP. Эти знания могут помочь прояснить сложное поведение LNP и способствовать разработке более эффективных и безопасных формул с уникальными био-свойствами.

Результаты также могут быть использованы в будущем для контроля качества при масштабировании производственных процессов, улучшая переход LNP из лаборатории в клиническое применение.

В исследовании, помимо Ноттингемского университета, участвовали Sail Biomedicines (Кембридж, Массачусетс), Массачусетский технологический институт и Национальная физическая лаборатория (Теддингтон, Великобритания). Команда использовала криогенную вторично-ионную микроскопию на орбитрапе (Cryo-OrbiSIMS) для получения структурных деталей LNP. Эта установка для крио-подготовки с высоким давлением сохраняет биологические образцы близкими к их нативному состоянию.

Профессор Морган Александер, руководивший исследованием, поясняет: «Характеризация нативной поверхности деликих гидратированных фармацевтических систем, используемых в организме, долгое время была серьёзной проблемой. Этот прогресс в криогенном молекулярном анализе поверхности и границ раздела делает эту захватывающую возможность реальной».

Доктор Роберт Лангер из Массачусетского технологического института, соавтор работы, сказал: «Эффективная доставка лекарств зависит от сложной смеси молекул в LNP, но их эффективность может различаться, и их сложно сконструировать. Это исследование предоставляет новый способ характеризации и понимания состава LNP, который может проложить путь для создания более мощных и целенаправленных LNP, что позволит расширить применение РНК-терапий для всех типов заболеваний».

Керри Бененато, доктор философии, главный платформенный директор Sail Biomedicines, отметила: «Поверхность LNP играет критическую роль в формировании их поведения в организме человека. Технология, разработанная командой, открывает путь для целенаправленного конструирования LNP-препаратов с регулируемыми свойствами, включая биораспределение, расширяя потенциал РНК-терапевтиков».