撰文丨王聪
编辑丨王多鱼
排版丨水成文
在fda批准的药物和早期临床试验中，脂质纳米颗粒（LNP）已被美国FDA批准用于递送RNA（包括mRNA和siRNA），这些LNP-RNA疗法的临床研究和应用支持了探索将RNA递送到造血干细胞（HSC）和造血干/祖细胞（HSPC）的纳米颗粒。
大多数血细胞来源于造血干细胞（HSC），其功能障碍导致了镰状细胞病、β-地中海贫血、贫血、免疫缺陷以及代谢紊乱等多种疾病。FDA最近批准了4种基于HSC的疗法，所有这些疗法都需要进行体外HSC操作。在这个过程中，细胞从骨髓中被动员或从血液中被移除。当这些细胞在实验室中被改造时，病人要先接受化疗以耗竭自身免疫系统，为重新输注的细胞腾出空间。然而，这一操作可能导致副作用，因此引起了人们对于开发不需要骨髓动员或化疗预处理的体内造血干细胞疗法的兴趣。
此前的研究显示，使用CD117抗体修饰的LNP可将mRNA递送至小鼠骨髓。但这些研究的一个潜在局限性在于，根据人类蛋白图谱，人类CD117蛋白在呼吸系统中高表达，而在骨髓中低表达。在另一种方法中，基于腺病毒的递送系统主动靶向CD46 （CD46在小鼠和人类HSC中表达），实现了在非人灵长类动物中的高效递送。然而，这种方法也需要细胞动员和化疗。因此，在没有主动靶向配体或任何其他干预措施的情况下，在非人灵长类动物中进行临床相关剂量的LNP递送，被证明是困难的。
在这项最新研究中，研究团队报道了一种名为LNP67的脂质纳米颗粒（LNP），它以低至0.25 mg/kg的剂量将mRNA递送到恒河猴的CD34+细胞。
目前，FDA批准的三种LNP-RNA药物均使用四组分LNP，这四种组分分别是可电离脂质、辅助脂质（磷脂）、胆固醇和聚乙二醇化脂质。所有这四种成分都可以改变LNP在体内的行为，但利用细胞培养预测LNP在体内的趋向性是困难的。
在这项新研究中，研究团队使用4种不同的磷脂和4种聚乙二醇化脂质组合（共16种组合），再结合8个不同的摩尔比，生成了128种化学性质不同的LNP。分别使用这些LNP递送DNA条形码和编码糖基化磷脂酰肌醇（GPI）锚定的骆驼VHH抗体（aVHH）的mRNA。然后，分析所有这128种LNP的流体动力学直径和多分散性，将直径小于200纳米的单分散的LNP（共105种）混合在一起。
考虑到造血干细胞（HSC）数量稀少，并且难以分离出足够的细胞以便使用流式细胞术进行测序，研究团队使用他们此前开发的单细胞纳米颗粒靶向测序（SENT-seq）技术【2】评估了上述105种LNP在体内靶向小鼠骨髓递送RNA的效果。
评估结果显示，LNP67能够很好地将mRNA靶向递送到小鼠骨髓以及体外培养的人类原代造血干细胞，还能够以0.25 mg/kg和0.4 mg/kg的剂量将mRNA递送到恒河猴体内的CD34+细胞（CD34是造血干细胞/祖细胞的生物标志物）。
在没有骨髓动员和预处理的情况下，LNP67可将mRNA递送到恒河猴的造血干/祖细胞（HSPC）以及肝脏，而无需血清细胞因子激活。
这些数据表明，在不使用靶向配体修饰的情况下，使用脂质纳米颗粒（LNP）靶向非人灵长类动物的造血干细胞（HSC）和造血干细胞/祖细胞（HSPC）进行体内mRNA的递送是可行的。
论文链接：
1. https://www.nature.com/articles/s41587-024-02470-2
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