Nature子刊：新型LNP，靶向骨髓造血干細胞遞送mRNA

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作者：王聰來(lái)源：生物世界

2024-11-26

在fda批準的藥物和早期臨床試驗中，脂質(zhì)納米顆粒（LNP）已被美國FDA批準用于遞送RNA（包括mRNA和siRNA）.

在fda批準的藥物和早期臨床試驗中，脂質(zhì)納米顆粒（LNP）已被美國FDA批準用于遞送RNA（包括mRNA和siRNA），這些LNP-RNA療法的臨床研究和應用支持了探索將RNA遞送到造血干細胞（HSC）和造血干/祖細胞（HSPC）的納米顆粒。

大多數血細胞來(lái)源于造血干細胞（HSC），其功能障礙導致了鐮狀細胞病、β-地中海貧血、貧血、免疫缺陷以及代謝紊亂等多種疾病。FDA最近批準了4種基于HSC的療法，所有這些療法都需要進(jìn)行體外HSC操作。在這個(gè)過(guò)程中，細胞從骨髓中被動(dòng)員或從血液中被移除。當這些細胞在實(shí)驗室中被改造時(shí)，病人要先接受化療以耗竭自身免疫系統，為重新輸注的細胞騰出空間。然而，這一操作可能導致副作用，因此引起了人們對于開(kāi)發(fā)不需要骨髓動(dòng)員或化療預處理的體內造血干細胞療法的興趣。

2024年11月22日，佐治亞理工學(xué)院和埃默里大學(xué)醫學(xué)院的研究人員在 Nature 子刊 Nature Biotechnology 上發(fā)表了題為：Lipid nanoparticle-mediated mRNA delivery to CD34+ cells in rhesus monkeys 的研究論文。

該研究開(kāi)發(fā)了一種名為L(cháng)NP67的脂質(zhì)納米顆粒（LNP），無(wú)需骨髓動(dòng)員或化療預處理，且不使用靶向配體修飾，能夠以低至0.25 mg/kg的劑量將mRNA遞送到恒河猴的造血干細胞/祖細胞（HSPC）中。

Lipid nanoparticle-mediated mRNA delivery to CD34+ cells in rhesus monkeys

此前的研究顯示，使用CD117抗體修飾的LNP可將mRNA遞送至小鼠骨髓。但這些研究的一個(gè)潛在局限性在于，根據人類(lèi)蛋白圖譜，人類(lèi)CD117蛋白在呼吸系統中高表達，而在骨髓中低表達。在另一種方法中，基于腺病毒的遞送系統主動(dòng)靶向CD46 （CD46在小鼠和人類(lèi)HSC中表達），實(shí)現了在非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物中的高效遞送。然而，這種方法也需要細胞動(dòng)員和化療。因此，在沒(méi)有主動(dòng)靶向配體或任何其他干預措施的情況下，在非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物中進(jìn)行臨床相關(guān)劑量的LNP遞送，被證明是困難的。

在這項最新研究中，研究團隊報道了一種名為L(cháng)NP67的脂質(zhì)納米顆粒（LNP），它以低至0.25 mg/kg的劑量將mRNA遞送到恒河猴的CD34+細胞。

目前，FDA批準的三種LNP-RNA藥物均使用四組分LNP，這四種組分分別是可電離脂質(zhì)、輔助脂質(zhì)（磷脂）、膽固醇和聚乙二醇化脂質(zhì)。所有這四種成分都可以改變LNP在體內的行為，但利用細胞培養預測LNP在體內的趨向性是困難的。

在這項新研究中，研究團隊使用4種不同的磷脂和4種聚乙二醇化脂質(zhì)組合（共16種組合），再結合8個(gè)不同的摩爾比，生成了128種化學(xué)性質(zhì)不同的LNP。分別使用這些LNP遞送DNA條形碼和編碼糖基化磷脂酰肌醇（GPI）錨定的駱駝VHH抗體（aVHH）的mRNA。然后，分析所有這128種LNP的流體動(dòng)力學(xué)直徑和多分散性，將直徑小于200納米的單分散的LNP（共105種）混合在一起。

考慮到造血干細胞（HSC）數量稀少，并且難以分離出足夠的細胞以便使用流式細胞術(shù)進(jìn)行測序，研究團隊使用他們此前開(kāi)發(fā)的單細胞納米顆粒靶向測序（SENT-seq）技術(shù)【2】評估了上述105種LNP在體內靶向小鼠骨髓遞送RNA的效果。

單細胞納米顆粒靶向測序