脂質(zhì)納米顆粒(LNP)的多功能性、制備、表征和篩選方法

脂質(zhì)納米顆粒(LNP)是一種很有前途的核酸治療有效載荷遞送方法，可用于無數(shù)健康應(yīng)用，從針對新興病原體的免疫到個性化新抗原癌癥治療和許多疾病的基因治療。然而，將LNP整合到現(xiàn)代療法中是一項更新且風險更高的嘗試。

LNP多功能性
 

LNP的最大優(yōu)勢之一是其多功能性。然而，這是有代價的——LNP配方不符合一刀切的方法。
 

LNP的多功能性部分可以通過可用于這些應(yīng)用的脂質(zhì)的多樣性來實現(xiàn)。每種脂質(zhì)都具有一系列獨特的生物物理特性，這些特性會影響LNP的結(jié)構(gòu)和功能特性。定制LNP的脂質(zhì)組成可用于調(diào)整組織和/或細胞特異性靶向、攝取、免疫原性和生物相容性1。然而，針對一種情況的優(yōu)化LNP可能無法轉(zhuǎn)化為不同的目標和治療有效負載。一切都需要根據(jù)目標和指示進行調(diào)整。
 

在尋求新型脂質(zhì)成分的合成或探索新型脂質(zhì)制劑時，獲得脂質(zhì)合成專業(yè)知識和大量可用于研究的脂質(zhì)庫非常重要，以便最大限度地找到最佳配方并針對已發(fā)表的配方進行基準測試。
 

脂質(zhì)合成非常復(fù)雜，需要專門的專業(yè)知識、分析設(shè)備和設(shè)施來生產(chǎn)和表征純、高質(zhì)量的脂質(zhì)。在LNP配方中使用高質(zhì)量脂質(zhì)至關(guān)重要。脂質(zhì)很容易被氧化，氧化的脂質(zhì)可以形成脂質(zhì)-mRNA加合物，從而降低LNP制劑的活性2。為了防止這種不幸，用于開發(fā)LNP的脂質(zhì)必須在LNP制備和開發(fā)的所有階段小心準備、處理和儲存。

LNP制備
 

微流體混合設(shè)備是LNP生產(chǎn)的金標準。它們可以精確控制LNP配方參數(shù)，確保最終制劑的重現(xiàn)性，并能夠在可變的加工參數(shù)和實驗條件下快速生產(chǎn)不同的LNP，以找到最佳配方3。
 

然而，微流體混合設(shè)備可能需要大量的初始投資，這限制了它們的可及性。一些研究人員可能會選擇使用成本較低的方案，但這些方法的可重復(fù)性可能有限，并且最終配方中難以擴展。
 

如果沒有適當?shù)奶幚�，脂質(zhì)的溶解可能會不穩(wěn)定，并且RNA很容易降解。這些成分中任何一個的完整性喪失都會損害最終配方的效力。溶劑去除和無菌過濾是關(guān)鍵的后處理步驟，有助于確保LNP在儲存和使用過程中均質(zhì)、穩(wěn)定，并且不含任何殘留的化學或生物污染物。

LNP表征和篩選
 

LNP配方、表征和篩選需要廣泛的分析方法，這些方法是LNP優(yōu)化的一部分。鑒于需要調(diào)整的參數(shù)數(shù)量巨大，LNP篩選實驗期間可能會產(chǎn)生多種LNP配方。因此，最重要的是確定一小部分子集，以進一步進行體內(nèi)研究。
 

盡管體外研究并不總是與體內(nèi)功效相關(guān)，但這并不是鐵律4,5。已通過體外篩選方法鑒定了幾種候選LNP制劑，這些方法隨后在體內(nèi)實驗中表現(xiàn)良好6-9。
 

精心設(shè)計的體外LNP篩選可用作選擇工具，將大量LNP制劑的范圍縮小到風險最低的制劑。
 

通過納入在各種情況下都具有優(yōu)良性能的基準 LNP 配方，以及使用多個生物終點和多個細胞培養(yǎng)模型來增加置信度，可以使這些方法更加穩(wěn)健。綜上所述，體外篩選可以識別適合體內(nèi)模型后續(xù)研究的早期主要候選藥物，或產(chǎn)生對于確保早期資金至關(guān)重要的概念驗證數(shù)據(jù)。

為GMP做準備
 

一旦確定了最佳配方，將配方轉(zhuǎn)化為最終GMP配方所需的規(guī)模以及最終臨床試驗和接受人體使用所需的規(guī)模仍然存在額外的挑戰(zhàn)。微流體設(shè)備或其他基于小型流體注射的設(shè)備可能不具有用于大規(guī)模制造的直接可轉(zhuǎn)化的等效物，需要對升到多升規(guī)模的配方和制造進行微調(diào)。同樣，LNP成分的GMP生產(chǎn)，特別是如果新型脂質(zhì)是最終配方的一部分，將需要作為最終方法轉(zhuǎn)移到認可的CDMO的一部分。此類GMP配方開發(fā)可能需要額外的時間（數(shù)月至>1年），并且使用專利第三方配方可能會產(chǎn)生大量許可費用。
 

從研發(fā)到GMP，Cayman支持LNP開發(fā)

隨著LNP正在以極快的速度徹底改變現(xiàn)代醫(yī)學，該領(lǐng)域的競爭也非常激烈。鑒于開發(fā)LNP所需的設(shè)備和資源成本高昂，以及知識產(chǎn)權(quán)環(huán)境不明朗，制藥行業(yè)的研究人員和生物技術(shù)初創(chuàng)公司正在尋求將其LNP研發(fā)外包給配備了此項工作所需專業(yè)知識和設(shè)施的服務(wù)提供商。
 

但尋找研發(fā)合作伙伴并不像看上去那么簡單。研發(fā)期間進行的實驗為LNP的進一步開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。早期研發(fā)項目將受益于選擇一個服務(wù)提供商，該服務(wù)提供商能夠靈活地適應(yīng)項目方向的變化，并具有內(nèi)部能力來支持您的項目，不僅可以提供早期配方和表征，還可以提供脂質(zhì)專業(yè)知識和體外分析開發(fā)和篩選能力，以滿足您的特定項目目標。
 

憑借40年的脂質(zhì)專業(yè)知識和跨學科科學家團隊的支持，Cayman提供業(yè)界領(lǐng)先的即用脂質(zhì)和研究就緒LNP集合，以及用于LNP開發(fā)、表征和篩選的現(xiàn)場研發(fā)設(shè)施。Cayman還可以幫助設(shè)計和合成新型可電離脂質(zhì)，以擴展您的知識產(chǎn)權(quán)組合。

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