新型硫代脂质的开发能够到达动物的眼睛和肺部

研究脂质纳米粒子(LNP)的科学家表示，他们已经开发出一种能够到达肺部和眼睛的新型材料。他们将他们的研究称为“基于噻吩的脂质，用于将mRNA传递到肺和视网膜组织”，该研究发表在PNAS上，这是针对囊性纤维化和遗传性视力丧失等遗传性疾病进行基因治疗的重要一步。

与其他类型的LNP倾向于在肝脏中积聚不同，这项研究中的LNP基于化合物噻吩，能够导航到肺部和视网膜组织，在那里传递治疗有效载荷。研究人员将这些新脂质称为硫代脂质。

俄勒冈州立大学(OSU)药学院和俄勒冈健康与科学大学之间的合作，通过使用动物模型证明了在LNP中使用硫代脂质来传递信使RNA(支撑COVID-19疫苗的技术)的可能性。对抗遗传性失明和肺部疾病。

“硫代脂质可以通过Gewald反应轻松合成，从而可以在噻吩环的各个位置上使用功能成分进行模块化脂质设计。通过合理设计可电离脂质结构，我们制备了47种硫代脂质，并确定了硫代脂质在体外和体内有效封装和递送mRNA(信使RNA)所需的一些结构标准。值得注意的是，所测试的脂质均不具有与传统可电离脂质类似的pH响应曲线，这可能是由于噻吩核心中的电子离域所致。

“尾部的放置和可电离头基在噻吩核心中的定位可以赋予纳米粒子到达各种组织的能力。使用高通量配方和条形码技术，我们优化了配方以选择两种顶级脂质-20b和29d-并研究了它们在小鼠体内的生物分布。Lipid20b使LNP能够转染肝脏和脾脏，29dLNP能够转染肺和脾脏。

“出乎意料的是，含有脂质20b的LNP在将mRNA递送到视网膜方面特别有效，且没有急性毒性，从而成功递送到非人类灵长类动物的光感受器和视网膜色素上皮。”

封装基因药物

“这些充满脂肪的纳米颗粒可以封装mRNA和CRISPR-Cas9基因编辑器等基因药物，可用于治疗甚至治愈罕见的遗传疾病，”俄勒冈州立大学高级研究员YuliaEygeris博士说。“脂质的化学结构决定了脂质纳米粒子的效力以及它们可以从血液到达哪个器官。”

在冠状病毒疫苗中，脂质纳米颗粒携带的mRNA指示细胞制造病毒刺突蛋白的无害片段，从而触发人体的免疫反应。

遗传性肺部疾病的一个例子是囊性纤维化，这是一种进行性疾病，会导致持续性肺部感染，影响美国30,000人，每年发现约1,000个新病例。一种有缺陷的基因——囊性纤维化跨膜电导调节因子(CFTR)——导致了这种疾病，其特征是肺部脱水和粘液积聚阻塞气道。

这项基于噻吩的LNP研究涉及小鼠和非人类灵长类动物，该研究来自国家眼科研究所320万美元的资助。该资助的目的是解决与当前基因编辑主要传递方式相关的限制：腺相关病毒(AAV)。

“与脂质纳米粒子相比，AAV的包装能力有限，但它可以促进免疫系统反应，”俄勒冈州立大学制药科学教授GauravSahay博士说。“它在继续表达编辑工具用作分子剪刀来切割待编辑的DNA方面也表现不佳。”

萨海称硫代脂质的研究结果“非常令人鼓舞”，但表示还需要更多的研究，包括研究脂质对视网膜健康的长期影响。

“但我们认为我们的结果可以作为概念证明，我们将继续探索硫代脂质在肺部和视网膜遗传疾病的潜在治疗中的作用，”他补充道。