摘要:目前已出现两种将纳米粒子靶向特定器官和细胞类型的方法:亲和部分靶向和物理化学趋向性。在这里,我们直接比较和结合使用旨在靶向肺部的静脉 (IV) 脂质纳米粒子 (LNP)。我们利用 PECAM 抗体作为亲和部分,利用阳离子脂质作为物理化学趋向性。这些方法产生的肺摄取量几乎相同,但 aPECAM LNP 显示出更高的内皮特异性。结合这些靶向方法的 LNP 的肺摄取量比单独使用任何一种方法高 2 倍以上,并且显著增强了上皮摄取量。为了确定肺部吸收是否是因为肺部是静脉注射下游的第一个器官,我们比较了静脉注射和颈动脉内 (IA) 注射,发现 IA 联合靶向 LNP 在首过器官大脑中达到每克注射剂量的 35% (%ID/g),是报道中最高的。因此,结合亲和部分和物理化学策略可提供单独任何一种靶向方法都无法实现的好处。关键词:肝外递送、物理化学、抗体介导、肺靶向、细胞类型表达
EVŌQ Nano 联合创始人兼首席技术官 William Niedermeyer 是一位终身科学家,拥有应用物理学背景,他重视专注研究。他领导了私营和企业领域的多个仪器离子物理学研究和开发项目,将他的物理学背景应用于多项突破性技术。当 9/11 事件中断他在犹他州大学的高能物理学博士学位研究时,Niedermeyer 转向了蓬勃发展的纳米技术领域,对其在医学、可再生能源和微电子领域的潜在应用很感兴趣。
有效地将 mRNA 或小分子药物递送到大脑是治疗急性缺血性中风 (AIS) 的重大挑战。为了解决这个问题,我们开发了靶向纳米药物来增加受伤大脑血脑屏障 (BBB) 内皮细胞中的药物浓度。缺血性中风期间的炎症会导致神经元持续死亡和梗塞体积增加。为了实现向发炎的 BBB 的靶向递送,我们将脂质纳米载体 (NC) 与可结合在 BBB 处表达的细胞粘附分子的抗体结合。在短暂性大脑中动脉闭塞小鼠模型中,靶向血管细胞粘附分子-1 (VCAM) 的 NC 实现了最高水平的脑递送,比非靶向 NC 高出近两个数量级。含有编码荧光素酶 mRNA 和 Cre 重组酶的 VCAM 靶向脂质纳米颗粒在缺血性脑组织中表现出选择性表达。缺血性中风后静脉注射抗炎药物,只有当它们被封装在 VCAM 靶向 NC 中时,才能使脑梗塞体积减少 62%(白细胞介素 10 mRNA)或 35%(地塞米松)。因此,VCAM 靶向脂质 NC 代表了一种新的平台,可在受损的半暗带血脑屏障内高度浓缩药物,从而改善 AIS。
嵌合抗原受体 (CAR) T 细胞疗法在治疗血液系统恶性肿瘤方面取得了显著的临床成功。然而,生产这些定制的抗癌细胞是一个复杂的体外过程,涉及白细胞分离术、人工 T 细胞活化和 CAR 构建体的引入。活化步骤需要 CD3/TCR 和 CD28 的参与,对 T 细胞转染和分化至关重要。虽然抗原呈递细胞 (APC) 促进体内活化,但体外活化依赖于与磁珠结合的抗 CD3 和 CD28 抗体。虽然这种人工活化是有效的,但它增加了 CAR T 细胞生产的复杂性,因为在临床实施之前必须去除磁珠。为了克服这一挑战,这项工作开发了模拟 APC 的活化脂质纳米颗粒 (aLNP),以结合磁珠的活化和 LNP 的转染能力。结果表明,aLNPs 能够一步激活和转染原代人类 T 细胞,产生的 mRNA CAR T 细胞可减轻小鼠异种移植模型中的肿瘤负担,验证 aLNPs 是快速生产 mRNA CAR T 细胞的有前景的平台。
资助信息国立卫生研究院,资助/奖励编号:DP2 TR002776;美国国立卫生研究院(NIH)主任新创新者奖;Burroughs Wellcome Fund 科学界面职业奖(CASI);美国癌症协会,资助/奖励编号:RSG-22-122-01-ET;NSF CAREER 奖,资助/奖励编号:CBET- 2145491;NIH 国家牙科和颅面研究所(NIDCR)奖励编号,资助/奖励编号:T90DE030854;宾夕法尼亚大学创新和精准牙科中心(CiPD);国家科学基金会 (NSF) 研究生研究奖学金,资助/奖励编号:1845298;NIH NHLBI F30 奖学金,资助/奖励编号:F30HL162465-01A1; NSF 重大研究仪器项目,资助/奖励编号:NSF CHE-1827457;Vagelos 能源科学与技术研究所
嵌合抗原受体 (CAR) 单核细胞和巨噬细胞疗法是有前途的实体瘤免疫疗法,可以克服传统 CAR T 细胞疗法面临的挑战。mRNA 脂质纳米颗粒 (mRNA-LNPs) 为原位改造具有瞬时和可调 CAR 表达的 CAR 单核细胞提供了可行的平台,以降低肿瘤外毒性并简化细胞制造。然而,使用传统的筛选技术很难识别具有单核细胞趋向性和细胞内递送能力的 LNPs。在这里,可电离脂质设计和高通量体内筛选被用于识别具有先天趋向性和向单核细胞递送 mRNA 的新型氧化 LNPs。合成氧化 (oLNPs) 和未氧化 LNPs (uLNPs) 库以评估向免疫细胞递送 mRNA。 oLNP 在形态、电离能和 p K a 方面表现出显著差异,从而增强了向人类巨噬细胞而非 T 细胞的递送。随后,使用 DNA 条形码进行体内文库筛选,确定了一种具有先天向性单核细胞的 oLNP 配方 C14-O2。在一项概念验证研究中,C14-O2 LNP 用于原位设计功能性 CD19-CAR 单核细胞,以治疗健康小鼠的严重 B 细胞发育不全 (45%)。这项工作突出了氧化 LNP 作为设计 CAR 巨噬细胞/单核细胞用于实体瘤 CAR 单核细胞治疗的有前途的平台的实用性。
用于递送 mRNA 疗法的脂质纳米粒子对治疗多种肺部相关疾病具有巨大前景。然而,缺乏能够识别化学上不同的脂质库的肺部递送谱的有效方法,对 mRNA 疗法的进步构成了重大障碍。在这里,我们报告了一种条形码高通量筛选系统的实施,作为识别阳离子可降解脂质类材料的肺靶向功效的一种手段。我们组合合成了 180 种阳离子可降解脂质,最初在体外进行筛选。然后,我们使用条形码技术来量化选定的 96 种不同的脂质纳米粒子如何在体内递送 DNA 条形码。性能最佳的纳米颗粒制剂可递送基于 Cas9 的基因编辑器,在雌性小鼠的肺癌模型中表现出抗血管生成癌症治疗的治疗潜力。这些数据表明,采用高通量条形码技术作为筛选工具来识别具有肺向性的纳米颗粒,为开发下一代肝外递送平台提供了潜力。
卫生研究所(I3S),波尔图大学,鲁阿·阿尔弗雷多·艾伦(Rua Alfredo Allen)208,4200-135 Porto,葡萄牙B研究所B BIOM'Edicas Abel Salazar(ICBAS),波尔图大学,Jorge de Viterbo de Viterbo Ferreira 228,4050-313 Porto cilliential cartial and cartimed cormity of cartuge Oningen,9713,AV,Groningen,Holland d全球研究技术,新北北部,新北方公园1,2760Måløv,丹麦蛋白质科学系,化学工程学,生物技术和健康工程学院,75185 Uppsala,瑞典G药物研究计划,化学和药物技术部,赫尔辛基大学药学系,Viikinkaari 5E,赫尔辛基FI-00014 Groningen大学医学医学Groningen大学,荷兰J. 9713 AV Groningen J. Untherlands J Institute of Central de Gandra Central de Gandra 1317,4585-116 Gandra,葡萄牙
摘要:本文旨在研发一种载阿司匹林双修饰纳米递送系统用于治疗肝细胞癌。本文采用“一锅两相成层法”制备介孔二氧化硅纳米粒子(MSN),以多巴胺自聚合形成聚多巴胺(PDA)作为pH敏感涂层。通过Michael加成反应将半乳糖胺(Gal)和活性靶向半乳糖胺(Gal)连接到PDA包覆的MSN上,合成半乳糖胺修饰的PDA修饰纳米粒子(Gal-PDA-MSN)。对所制备的纳米粒子的尺寸、粒径分布、表面形貌、BET比表面积、介孔尺寸和孔体积进行了表征,并研究了其体外载药量和药物释放行为。Gal-PDA-MSN具有pH敏感和靶向性。 MSN@Asp与PDA-MSN@Asp、Gal-PDA-MSN@Asp的释放曲线不同,PDA-MSN@Asp、Gal-PDA-MSN@Asp的药物释放随酸度增加而加快。体外实验表明,三种纳米药物对人肝癌HepG2细胞的毒性和抑制效果均高于游离Asp。该药物递送系统有利于控制释放和靶向治疗。
了解胺与金纳米粒子表面之间的相互作用非常重要,因为它们在稳定纳米系统、形成蛋白质冠层以及制备半合成纳米酶方面发挥着重要作用。通过使用荧光光谱、电化学、X 射线光电子能谱、高分辨率透射电子显微镜和分子模拟,可以详细了解这些相互作用。本文表明,胺与纳米粒子表面 Au(0) 原子相互作用,其孤电子对的强度与校正空间位阻后的碱度呈线性相关。结合动力学取决于金原子的位置(平面或边缘),而结合模式涉及单个 Au(0) 和位于其上方的氮。一小部分仍然存在的表面 Au(I) 原子被胺还原,产生更强的 Au(0)-RN。 +(RN . ,失去一个质子后)相互作用。在这种情况下,结合模式涉及两个 Au(0) 原子,它们之间有一个桥接氮。当蛋白质参与(至少部分参与)金离子的还原时,可以更好地获得稳定的金纳米粒子,就像稳健的半合成纳米酶制备所需的那样。