2024-01-19 11:19:31, 沃特世 沃特世科技(上海)有限公司
脂质纳米颗粒(LNP)因其高递送效率,以及低毒性、低免疫原性等优势,是实现mRNA、寡核苷酸、CRISPR等基因治疗药物递送的最成熟的递送系统之一。比如2018年批准上市的Patisiran开创性疗法,以及多款COVID-19疫苗,都采用了LNP配方。LNP通常由各类可电离阳离子脂质,以及磷脂酰胆碱(PC)、胆固醇和聚乙二醇(PEG)脂质等组成。为了优化药物递送效率,需要基于实验设计对LNP配方成分进行详尽的筛选。高效制备用于筛选的LNP样本,是设计开发LNP递送系统的必备条件。根据不同规模级别和应用目的,常见的LNP制备方法包括手动液相混合、微流控芯片包封等(图1)。
近日,沃特世公司与德国拜耳制药合作,基于Andrew+移液机器人工作流程,开发了自动化、高通量的LNP制备方法,可以在2小时内完成96个LNP样本制备,样本间重复性良好,对比数据表明,采用本制备方法所得LNP样本可与其他最先进LNP制备方法相媲美。
高通量:
2小时内制备96个LNP样本
低成本:
LNP原料消耗低于微流控制备方法
结果佳:
所得LNP转染效率和包封率与其他先进方法相当,同时具有良好的重复性。
图1. 三种混合方法常用于LNP制备。
a.
小规模批次制备:水相和乙醇相移液器快速抽打混合;
b.
中等规模批次制备:水相和乙醇相振荡涡旋充分混合;
c.
大规模批次制备:水相和乙醇相由微通道结构引导的层流快速微混合。
自动化液体处理使用Andrew+ (Waters - Andrew Alliance,Switzerland),配备10 μL和300 μL单通道移液器,1,200 μL 8通道移液器和Peltier+模块,耗材及相应Domino。(图2)
图2. A. Andrew+正面视图;B.用于LNP制备流程的仪器模块俯视图。
分别采用微流控法(NanoAssemblr® Ignite™)、手动移液法,以及机器人制备流程(Andrew+, Waters),制备载有mRNA的LNP样本。
图3. Andrew+机器人开始工作时OneLab™工作界面截图。
3种不同方法制备的LNP表征结果和对比表明,Andrew+制备的颗粒平均粒径略大于手工制备的颗粒,而近似的PDI显示出各方法所得LNP颗粒大小范围一致。同时,Andrew+制备LNP的包封效率(97%)与其他方法一致。以最终浓度100 ng每孔转染HepG2细胞来评估不同制备方法所得LNP的转染效率,结果显示Andrew+制备LNP转染HepG2细胞效率与其他LNP制备方法相当。同时,使用Andrew+高通量、高精度的移液方法具有足够的孔间重复性(n=8),因此研究所得表征参数均具有很高的精度。
综上所述,使用Andrew+简化LNP配方开发具有可行性,基于自动化技术的高通量LNP制备流程有望助力mRNA疗法的快速发展。
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