Inspirados no design de ônibus espaciais, os pesquisadores da Penn Engineering inventaram uma nova maneira de sintetizar um componente-chave das nanopartículas lipídicas (LNPs), o revolucionário veículo de entrega para tratamentos de mRNA, incluindo as vacinas Pfizer-BioNTech e Moderna COVID-19, simplificando a fabricação de LNPs enquanto aumenta sua eficácia na entrega de mRNA às células para fins medicinais.



Em um artigo na Nature Communications , Michael J. Mitchell, professor associado do Departamento de Bioengenharia, descreve uma nova maneira de sintetizar lipidóides ionizáveis, componentes químicos essenciais de LNPs que ajudam a proteger e fornecer cargas medicinais. Para este artigo, Mitchell e seus coautores testaram a entrega de um medicamento de mRNA para o tratamento da obesidade e ferramentas de edição genética para o tratamento de doenças genéticas.

Experiências anteriores mostraram que os lipidóides com caudas ramificadas têm melhor desempenho na entrega de mRNA às células, mas os métodos para criar estas moléculas são demorados e dispendiosos. “Oferecemos uma nova estratégia de construção para a síntese rápida e econômica desses lipidóides”, diz Xuexiang Han, estudante de pós-doutorado no Laboratório Mitchell e coautor do artigo.

O método envolve a combinação de três produtos químicos:uma “cabeça” de amina, duas “caudas” de alquil epóxido e, finalmente, duas “caudas ramificadas” de cloreto de acila. A semelhança do lipidóide completo com um ônibus espacial preso a dois foguetes de reforço não é coincidência:na faculdade, lembra Han, um documentário sobre o ônibus espacial o deixou impressionado com o design dos foguetes de reforço sólidos que permitiram que o ônibus espacial entrasse em órbita. "Achei que poderíamos acrescentar duas caudas ramificadas como 'reforços' no lipidóide para promover a entrega de mRNA", diz Han.

Na verdade, a adição das caudas ramificadas levou a um aumento impressionante na capacidade dos LNPs equipados com o novo lipidóide de entregar mRNA às células-alvo, tal como um foguete cujos propulsores lhe permitem penetrar mais facilmente na atmosfera. “Observamos um aumento dramático de um hormônio que regula o metabolismo das células-alvo após a entrega de mRNA usando esses lipidóides, o que é realmente emocionante quando se considera isso como uma forma de tratar a obesidade”, diz Mitchell.

Mais informações: Xuexiang Han et al, Síntese combinatória in situ de lipidóides ramificados degradáveis ​​para entrega sistêmica de terapia de mRNA e editores de genes, Nature Communications (2024). DOI:10.1038/s41467-024-45537-z
Fornecido pela Universidade da Pensilvânia