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(noticias nanowerk) Inspirándose en el diseño del transbordador espacial, los investigadores de Penn Engineering han inventado un nuevo método para sintetizar un componente clave de las nanopartículas lipídicas (LNP), el revolucionario vehículo de administración de tratamientos de ARNm, incluidas las vacunas Pfizer-BioNTech y Moderna COVID-19, al tiempo que aumentan su eficacia en entregar ARNm a las células con fines médicos.
En un artículo en comunicación de la naturaleza (“Síntesis combinatoria in situ de lipidoides ramificados degradables para la administración sistémica de terapias de ARNm y editores de genes”), Michael J. Mitchell, profesor asociado en el Departamento de Bioingeniería, describe una nueva ruta para sintetizar lipidoides ionizables, componentes químicos clave de las LNP. proteger y transportar cargas médicas. Para este trabajo, Mitchell y sus coautores probaron la administración de un fármaco de ARNm para tratar la obesidad y herramientas de edición de genes para tratar enfermedades genéticas.
Experimentos anteriores han demostrado que los lipidoides con colas ramificadas funcionan mejor en la entrega de ARNm a las células, pero los métodos para producir estas moléculas requieren mucho tiempo y son costosos. «Ofrecemos una nueva estrategia de ingeniería para la síntesis rápida y rentable de estos lipidoides», dice Xuexiang Han, investigador postdoctoral en el Laboratorio Mitchell y coprimer autor del artículo.
El método combina tres sustancias químicas: una “cabeza” de amina, dos “colas” de epóxido de alquilo y, finalmente, dos “colas ramificadas” de cloruro de acilo. El parecido del lipidoide terminado con un transbordador espacial acoplado a dos vehículos de lanzamiento no es una coincidencia: en la universidad, recuerda Han, un documental sobre el transbordador espacial lo impresionó con la construcción de propulsores de cohetes sólidos que permitieron que el transbordador espacial se lanzara hacia el transbordador espacial para alcanzar la órbita. «Pensé que podríamos unir dos colas de ramas al lipidoide como ‘refuerzos’ para promover la entrega de ARNm», dice Han.
De hecho, la adición de colas ramificadas dio como resultado un aumento notable en la capacidad de las LNP equipadas con el nuevo lipidoide para entregar ARNm a las células objetivo, similar a un cohete cuyos propulsores le permiten ingresar a la atmósfera más fácilmente.
«Vimos un aumento dramático en una hormona que regula el metabolismo en las células diana después de administrar ARNm usando estos lipidoides, lo cual es realmente emocionante si lo consideramos como una forma de tratar la obesidad», dice Mitchell.
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