RNA靶向递送系列 | 淋巴器官(脾脏&淋巴结)靶向LNP研究进展

导读:脂质纳米颗粒 (LNP)是当前最先进的非病毒递送载体,已成功应用于商业化的RNA疫苗/药物品种,在临床阶段药物中也广泛使用。

脾脏和淋巴结这类的次级淋巴器官(SLO)在启动适应性免疫中起关键作用。将mRNA特异性递送至淋巴器官的免疫系统,是mRNA免疫疗法的首要步骤,对于癌症、自身免疫性疾病和体内细胞疗法的意义非凡。

本期文章菌菌汇总了淋巴器官靶向LNP的开发进展,包括脾脏靶向LNP、T细胞靶向LNP和淋巴结靶向LNP。

01

脾脏靶向LNP

脾脏的重要性在于其内部存在多种免疫细胞,如T细胞和B细胞,因此是癌症治疗、病毒感染、炎症和自身免疫性疾病的重要靶点。脾脏靶向LNP-mRNA适用于治疗非霍奇金 B 细胞淋巴瘤和其他免疫疾病。

2020年,得克萨斯大学西南医学中心Daniel J. Siegwart团队在Nature Nanotechnol(影响因子38.1)提出了一种选择性器官靶向(SORT) LNP平台。他们在常规的四组分LNP中添加一种 阴离子SORT 分子(如14PA、18BMP、18PA),能够实现mRNA的脾脏靶向递送。

以荧光素酶作为报告基因mRNA开展了小鼠试验,结果显示,当18PA 占比为10-40%时,SORT LNP 选择性地递送至脾脏,在任何其他器官中都没有荧光素酶表达。脾脏特异性 SORT LNP (30% 18PA) 转染了 ~12% 的B 细胞、~10% 的T 细胞和 ~20% 的巨噬细胞。此外,研究人员利用18PA SORT LNP共递送Cas9 mRNA和sgRNA(靶向PTEN)的,实现了脾脏中PTEN的特异性编辑。

随后,他们还评估了SORT LNP转染CD8+ T细胞的能力,并验证了SORT LNP介导的原位 CAR T疗法的有效性。利用脾脏特异性SORT LNP递送CAR mRNA,能够原位产生CAR T细胞,并显著提高侵袭性较低的 B 细胞淋巴瘤小鼠的总体存活率。

图示 掺入阴离子脂质的脾脏靶向SORT LNP

Siegwart团队同样尝试利用多尾可电离磷脂 (iPhos)替换辅助脂质,实现mRNA-LNP的脾脏靶向。

他们筛选得到的脾脏选择性 10A1P16-MDOA iPLNPs 转染了 约30% 的巨噬细胞和 6% 的 B 细胞。这一脾脏特异性LNP的脂质组分包括iPhos(10A1P16)与辅助脂质(MDOA、胆固醇和DMG-PEG2000,摩尔比为25:30:30:1。

图示 脾脏靶向的iPLNP平台

使用阴离子替代辅助脂质改变mRNA的趋向性,也是一种脾脏靶向的四组分LNP开发策略。例如,用磷脂酰丝氨酸(PS)代替磷脂酰丝氨酸,能够使肝脏与脾脏的蛋白表达比由8:1变为1:3。

02

T细胞靶向LNP

T细胞是脾脏的重要细胞群,是体外细胞疗法的关键靶点。因此,T细胞靶向的LNP开发也是热点研究方向之一,多项研究发表了基于mRNA-LNP的原位CAR T疗法的概念验证试验。

第一种策略为筛选新型LNP配方。宾大团队通过DoE方法,筛选得到一种最佳的B10 LNP制剂,能够在T细胞中诱导CAR表达,且具有较低的细胞毒性和有效的癌细胞杀伤能力。也有研究使用咪唑衍生的LNP作为Cre mRNA的递送载体,在小鼠CD8+ T淋巴细胞中实现了8.2%的基因重组。

第二种策略为抗体偶联LNP(Ab-LNP),这也是诺奖得主Weissman与宾大Mitchell团队目前的主攻方向之一。通过将针对T细胞标志物(CD4、CD3、CD5和CD7等)的抗体偶联至LNP表面,就能够将mRNA特异性递送至T细胞。

通过定制化的CAR mRNA,如肿瘤杀伤分子CD19、心衰标志物成纤维细胞活化蛋白(FAP)等,原位CAR-T平台有望应用于各种疾病的治疗。

图示 抗体偶联LNP(Ab-LNP)靶向递送平台

03

淋巴结靶向LNP

将mRNA递送到淋巴结,对调节免疫细胞治疗疾病具有重要意义。

塔夫茨大学与中山大学孙逸仙纪念医院合作发表了一种淋巴结靶向的LNP(113-O12B)与ALC-0315的肝脏趋向性不同,113-O12B显示出在淋巴结的表达增加。通过113-O12B LNP递送肿瘤抗原mRNA(皮下给药),在肿瘤模型中观察到显著的肿瘤抑制作用。

图示 淋巴结靶向LNP平台

04

总结

本篇文章汇总了淋巴器官靶向LNP的开发进展,包括脾脏靶向LNP、T细胞靶向LNP和淋巴结靶向LNP,这一主题的深入研究有望克服mRNA免疫疗法、mRNA介导的原位CAR-T疗法的开发难题。

mRNA-LNP的肝外递送是目前的研究热点,以充分释放mRNA-LNP的治疗潜力。

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