"Wij genereren de LNP's met een hoge doorvoer en het team van Greg en Michal kan de analyse met hoge doorvoer aanbieden", aldus Yen. "Als je tegenwoordig naar de publicatie kijkt, gebruiken ze meestal slechts een of twee formuleringen, maar voor ons is het anders. We kunnen grote datasets genereren, en ik denk dat dat de reden is waarom we deze zeer unieke en coole vondst kunnen doen."

"Dit artikel beschrijft echt de methode die we gaan toepassen op de duizenden andere formuleringen die we willen karakteriseren", voegde Hura toe, die deel uitmaakt van de Biosciences Area van Berkeley Lab. "We hopen dat dit een algemene methode zal zijn voor mensen om hun lipidenanodeeltjes te optimaliseren. Of het nu om vaccins gaat, en nogmaals, de vaccins hebben tot nu toe of daarna de grootste aandacht gekregen. Dit type therapie heeft daarnaast een zeer brede toepassing. ."

Hoe je een lipide-nanodeeltje bouwt

De structuren van LNP's worden beïnvloed door hoe je ze mengt, wat je met elkaar mengt en in welke volgorde. LNP's hebben vier ingrediënten:ioniseerbare lipiden, helperfosfolipiden, cholesterol en polyethyleenglycollipiden (PEG-lipiden) en elk ingrediënt heeft verschillende vormen. Bovendien kunnen ze in verschillende verhoudingen worden gecombineerd, wat leidt tot een exponentieel aantal mogelijke formules. Wat de zaken nog ingewikkelder maakt, is dat de LNP's met de tijd veranderen. Een formulering die begint als een nette, dicht opeengepakte bol zal uiteindelijk veranderen in een meer ongeordende structuur.

Wetenschappers van Genentech hebben een robotgestuurde workflow ontwikkeld die in slechts een paar uur honderden LNP-formuleringen kan genereren. Monsters van elke formulering worden vervolgens naar het Berkeley Lab gebracht om röntgenverstrooiing onder kleine hoeken (SAXS) uit te voeren bij de Advanced Light Source, een cirkelvormige deeltjesversneller die röntgenstralen met verschillende energieën creëert.

De biologische SAXS-bundellijn kan snel veel monsters verwerken, en in tegenstelling tot andere vormen van röntgendiffractie op biologische materialen hoeven de monsters niet te worden ingevroren of gekristalliseerd – wat de structuur van de LNP’s zou kunnen veranderen en de wetenschappers ervan zou kunnen weerhouden te ontdekken wat de LNP's zouden er uitzien bij fysiologische temperaturen in het menselijk lichaam. Met SAXS kunnen ze ook momentopnamen maken van LNP's op specifieke tijdstippen om hun structurele levensduur te bepalen.

Bovendien gebruikt het Genentech-team een ​​versneld proces om te bestuderen hoe LNP's de genexpressie in hun doelcellen beïnvloeden. Door al deze versnelde technieken te combineren, kan de hele samenwerking potentiële LNP's in een ongekend tempo screenen.

Yen is van plan de SAXS-bundellijn te blijven gebruiken om kleine details te bestuderen, zoals hoe een verandering van 1% in de ingrediëntenconcentratie of het gebruik van een nieuwe machine tijdens de productie de cellulaire activiteit van LNP kan beïnvloeden, evenals grote vragen, zoals of LNP's zich anders gedragen als ze andere soorten vracht vervoeren en hoe deze interageren met verschillende doelcellen.

"We weten dat mRNA-LNP's werken, maar er is nog steeds een enorme kenniskloof", zei Yen. "Daarom heb ik het gevoel dat ons artikel een pionier is op dit gebied en hopelijk kunnen we ook meer gegevens en begrip genereren voor toekomstige toepassingen."

Meer informatie: Michal Hammel et al., Correlatie van de structuur en genuitschakelingsactiviteit van met oligonucleotiden geladen lipidenanodeeltjes met behulp van röntgenverstrooiing onder kleine hoeken, ACS Nano (2023). DOI:10.1021/acsnano.3c01186

Journaalinformatie: ACS Nano

Geleverd door Lawrence Berkeley National Laboratory