PNAS：发现新的脂质纳米颗粒，减少脱靶效应

　　多伦多大学莱斯利·丹药学院的一组研究人员发现了一种新型的可电离脂质纳米颗粒，它可以使mRNA以肌肉为中心传递，同时最大限度地减少向其他组织的脱靶传递。研究小组还表明，在他们的研究中，脂质纳米颗粒传递的mRNA引发了有效的细胞水平免疫反应，作为一种概念验证的黑色素瘤癌症疫苗。

　　

多伦多大学莱斯利·丹药学院的一组研究人员发现了一种新型的可电离脂质纳米颗粒，它可以使以肌肉为中心的mRNA传递，同时最大限度地减少向其他组织的脱靶传递。研究小组还表明，在他们的研究中，脂质纳米颗粒传递的mRNA引发了有效的细胞水平免疫反应，作为一种概念验证的黑色素瘤癌症疫苗。

这项研究由多伦多大学莱斯利·丹药学院助理教授鲍文·李领导，本周发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。

这种名为iso-A11B5C1的新型脂质纳米颗粒在肌肉组织中表现出卓越的mRNA递送效率，同时也最大限度地减少了肝脏和脾脏等器官中意想不到的mRNA翻译。此外，研究结果表明，肌内注射由该纳米颗粒配制的mRNA可引起有效的细胞免疫反应，即使在淋巴结中观察到有限的表达。

“我们的研究首次表明，mRNA脂质纳米颗粒即使没有直接靶向或转染淋巴结，仍然可以有效地刺激细胞免疫反应并产生强大的抗肿瘤作用，”李说。“这一发现挑战了传统的认识，并表明免疫细胞的高转染效率可能不是开发有效的癌症mRNA疫苗的唯一途径。”

减少脱靶效应是提高潜在疗法安全性的重要一步

脂质纳米颗粒，也称为LNPs，对于提供基于mRNA的疗法至关重要，包括在最近的全球大流行期间在全球范围内使用的COVID-19 mRNA疫苗。然而，许多LNP设计可能无意中导致大量mRNA在非靶组织和器官(如肝脏或心脏)中表达，从而导致通常可治疗但不想要的副作用。最近获得盖尔德纳早期职业研究者奖的Li解释说，提高mRNA疗法的安全性的努力，有可能治疗广泛的疾病，这意味着迫切需要设计出最小化这些脱靶效应的LNPs。

新的研究表明，与目前由位于马萨诸塞州的生物技术公司Moderna开发的LNP相比，iso-A11B5C1显示出高水平的肌肉特异性mRNA传递效率。它还引发了一种不同于用于治疗传染病的疫苗的免疫反应。“有趣的是，iso-A11B5C1引发了较低的体液免疫反应，这通常是当前抗体聚焦疫苗的核心，但仍然引发了类似的细胞免疫反应。这一发现使我们的团队进一步探索它作为黑色素瘤模型中潜在的癌症候选疫苗，其中细胞免疫起着关键作用，”李说。

进行这项研究的跨学科研究团队包括多伦多大学生物医学工程研究所的博士生陈静安，以及李实验室的博士后研究员、多伦多大学跨机构精准医学计划PRiME的研究员徐岳。Chen说:“尽管iso- a11b551在触发体液免疫方面表现出有限的能力，但它通过肌肉注射有效地启动了细胞免疫反应。”“观察到的iso- a11b551的实质性抗肿瘤作用强调了它作为癌症疫苗开发可行候选物的前景。”

新的平台允许更快，更精确的脂质设计

研究小组通过使用先进的平台来识别iso-A11B5C1，该平台可以快速创建一系列化学多样化的脂质，以供进一步测试。作为研究的一部分，这个新引入的平台通过简化创造电离脂质的过程，克服了以前研究中遇到的几个挑战，这些脂质具有很高的转化为治疗的潜力。通过快速结合三种不同的官能团，可以在12小时内合成数百到数千种化学上不同的可电离脂质。“在这里，我们报告了一种强大的策略，可以在一步化学反应中合成可电离液体，”徐说。“这个平台提供了新的见解，可以帮助指导未来的脂质设计和评估过程，并使该领域能够以新的速度、精度和洞察力解决RNA递送方面的挑战。”