Is dúshlán domhanda fós iad galair ghéiniteacha, mar is cúis le sócháin i ngéinte iad a chuireann isteach ar fheidhmeanna bitheolaíocha, próisis meitibileach, nó táirgeadh próitéiní riachtanacha áirithe daoine aonair, ar neamhoird oidhreachta éagsúla. Is cineál idirghabhála teiripeacha iad drugaí géinteiripe a dhíríonn ar ghéinte sonracha, arb é is aidhm dóibh iad a dheisiú nó a mhodhnú, agus a sholáthraíonn treoracha nua do chealla chun próitéiní feidhmiúla a tháirgeadh nó idirghabháil a dhéanamh sna lochtanna géine is cúis le galair.
Áirítear ar na drugaí géine coitianta go príomha DNA agus RNA, áit ar féidir DNA a bheith ina blúirí géine nó seichimh géine le héifeachtaí teiripeacha. Déantar na DNA seo a sheachadadh chuig cealla chun feidhmeanna géine lochtacha nó easnamhacha a athsholáthar nó a fhorlíonadh. Is féidir le RNA a bheith ina RNA teachtaire (mRNA), RNA trasnaíochta beag (siRNA), nó oligonucleotides antisense (ASO), etc., ar féidir a úsáid chun léiriú géinte díobhálacha a mhodhnú, a chosc, nó feidhm ghéinte ar leith a athbhunú.
Mar sin féin, tá go leor dúshlán roimh DNA agus RNA araon ó dhul isteach sa chorp daonna go dtí na spriocchealla a bhaint amach. Ós rud é go bhfuil seichimh ghéine éagobhsaí sa chonair gastrointestinal, déantar iad a riaradh de ghnáth trí instealladh infhéitheach nó subcutaneous, ach mar sin féin, tá an chuid is mó de na seichimh ghéine fós díghrádaithe ag na núicléisí flúirseach sa chorp daonna.
Nuair a shroicheann méid beag de dhrugaí géine iarmharacha an taobh amuigh de na spriocchealla, ní féidir leo dul isteach sna cealla toisc gur móilíní móra iad seichimh ghéine le grúpaí fosfáit ag iompar lucht diúltach, agus iompraíonn seicní cille muirir dhiúltacha freisin. Nuair a thagann dhá lucht diúltach le chéile, repelled géinte agus ní féidir dul isteach ar na cealla. Dá bhrí sin, ní mór dúinn modhanna seachadta drugaí géine sonracha a fhorbairt chun a ndíghrádú in vivo a chosc agus éifeachtúlacht treá membrane cille a fheabhsú, agus seichimh DNA nó RNA a sheachadadh chuig na cealla go réidh.
Modhanna Seachadta do Dhrugaí Géine
Roinntear na modhanna seachadta géine coitianta atá ann faoi láthair go príomha i dhá chatagóir: seachadadh veicteoirí víreasach agus seachadadh neamh-víreasach veicteora. Áirítear go príomha le seachadadh veicteoirí víreasach adeno-víreas gaolmhar (AAV) agus lentivirus, etc., ar féidir leo próiseas ionfhabhtaithe víreas na gceall óstach a insamhladh agus bacainní cille a thrasnú go héasca, rud a bhainfidh éifeachtacht ard seachadta amach. Mar sin féin, tá fadhbanna ag baint le seachadadh veicteoirí víreasach freisin: ar dtús, tá cumas pacáistithe teoranta aige, mar is é 4.7kb acmhainn uasta pacáistithe AAV, nach féidir le seichimh ghéine níos faide a sheachadadh; ar an dara dul síos, féadfaidh veicteoirí víreasacha a bheith ina gcúis le frithghníomhartha imdhíonachta tromchúiseacha, lena n-áirítear díolúine ceallacha agus díolúine greannach, ag cruthú rioscaí d'fheidhmeanna cliniciúla. I gcomparáid leis sin, tá buntáistí ollmhóra ag veicteoirí neamh-víreasacha maidir le sábháilteacht agus cumas lódála drugaí.
Áirítear go príomha leis na veicteoirí neamh-víreasacha reatha a úsáidtear go coitianta liposomes, polaiméirí, nanacháithníní, eiseasóim, etc., ina measc tá lipeasóim déanta ag móilíní amfafileacha le trastomhais idir 100nm agus 1um. Tá siad comhdhéanta go príomha de fosfailipidí, colaistéaról, lipidí PEG agus lipidí cationic. Tá an struchtúr délayer fosfailipidí cosúil le seicní cille agus féadann sé cealla a iontráil go réidh trí endocytosis. Ina theannta sin, is féidir le liposomes freisin PEG nó antasubstaintí sonracha a mhodhnú ar a ndromchlaí chun imréiteach imdhíonachta an chomhlachta a éalú agus iad ag díriú ar fhíocháin nó cealla sonracha. Is liposomes cationic iad liposomes ina bhfuil lipidí salann amóiniam ceathartha luchtaithe go dearfach, is féidir a nascadh níos fearr le drugaí aigéid núicléacha luchtaithe diúltach agus cobhsaíocht an chórais seachadta a chothabháil. Mar sin, tá liposóim ar cheann de na modhanna seachadta veicteoirí neamh-víreasacha coitianta do dhrugaí géine.
Mar sin féin, tá roinnt fadhbanna ag liposomes traidisiúnta freisin: ar an gcéad dul síos, mar gheall ar an raon mór trastomhais liposome, cé go bhféadfaidh sé seo cumas luchtaithe drugaí leordhóthanach a chinntiú, nuair a théann liposomes tríd an mbearna endothelial soithíoch (100{{}}} 200nm), cuirfidh méid ró-mhór bac ar an bpróiseas seo. Ina theannta sin, tar éis do liposomes dul isteach i gcealla trí endocytosis agus córas endosome-lysosome a fhoirmiú, ní féidir le liposomes traidisiúnta éalú liosómach a chríochnú in am, rud a fhágann go bhfuil an chuid is mó de dhrugaí géine díghrádaithe ag lísisóm agus ní féidir leo a n-éifeachtaí a fheidhmiú. Bunaithe ar na heasnaimh seo de liposomes traidisiúnta maidir le drugaí géine a sheachadadh, forbraíodh nanacháithníní lipid (LNP) agus tá siad ina mhodh seachadta tábhachtach go háirithe oiriúnach chun aigéid núicléacha a sheachadadh chuig spriocchealla agus fíocháin.
Réamhrá ar an gCóras Iompróir LNP
Is nanacháithníní iad nanacháithníní lipid (LNP) atá comhdhéanta de shubstaintí cosúil le lipid agus trastomhas ginearálta idir 10-200nm. I gcomparáid le liposomes traidisiúnta, tá siad níos lú agus níos éasca chun pas a fháil trí bhearnaí endothelial soithíoch. Ina theannta sin, is gnách go mbíonn LNP comhdhéanta de lipidí catationic/ianaithe, fosfailipidí cúnta, lipidí glycol poileitiléin (PEG) agus colaistéaról. Ina measc, is féidir le fosfailipidí cúnta agus colaistéaról cobhsaíocht LNP a mhéadú; Cuidíonn lipidí PEG le ham scaipeadh LNP in vivo a mhéadú agus frithghníomhartha imdhíonachta a laghdú. Tá feidhmeanna comhchosúla ag na comhpháirteanna seo le liposomes traidisiúnta. Tá an difríocht sna lipidí cationic/ianaitheacha, arb iad freisin an príomhréimse cosanta paitinne don LNP.
Mar a luadh cheana, is féidir le liposomes cationic an ceangailteach le drugaí aigéid núicléacha a chothabháil go héifeachtach agus feabhas a chur ar éifeachtúlacht seachadta drugaí aigéid núicléacha. Mar sin féin, tá seans maith ag liposomes cationic freisin do cheangal neamh-shonrach le próitéiní plasma luchtaithe go diúltach, cealla fola, etc. i gcúrsaíocht an choirp, rud a fhágann comhiomlánú liposome agus a bheith glanta go tapa as an gcorp (níl leath-shaolré na liposomes cationic in vivo ach 15 nóiméad).
Chun an fhadhb seo a réiteach, d'fhorbair taighdeoirí cineál nua ábhar lipid ar a dtugtar lipidí ianaithe. Tá lipidí ianaithe an-chosúil le lipidí cationic i struchtúr. Ag glacadh leis an DOTAP lipid cationic coitianta agus DODAP lipid ianaithe mar shamplaí, is é an difríocht ná gur salann amóiniam ceatharthach é DOTAP le muirear dearfach, agus is struchtúr aimín treasach é DODAP. Is féidir leis an struchtúr aimín treasach pKa an lipid a choinneáil idir 6-7. Nuair a bhíonn an pH níos ísle ná pKa (faoi choinníollacha aigéadacha), gearrtar lipidí ianaithe go dearfach.
Nuair a bhíonn an pH gar do pKa (faoi choinníollacha neodracha), tá lipidí ianaithe neodrach. Is féidir leis an dearadh seo an fhadhb a bhaineann le liposomes cationic a réiteach go cliste: ós rud é go bhfuil an pH i gcúrsaíocht fola gar do neodrach, tá lipidí ianaithe neodrach freisin, agus laghdaítear an ceangal neamh-shonrach eatarthu agus próitéiní plasma nó cealla fola go suntasach, ag leathnú an leathré. Ina theannta sin, nuair a thógann cealla LNP lipid ianaithe agus iontráil líseasóim, déantar na lipidí a ianú agus a luchtú go dearfach sa timpeallacht liosómach le pH 5-6. Tá na lipidí luchtaithe deimhneacha comhleádh go héasca leis an membrane endosome-lysosome, rud a ligeann do na liposomes éalú go dtí an cíteaplasma, aigéid núicléacha a dhícheangal agus a scaoileadh, rud a chuireann a n-éifeachtaí i bhfeidhm. Go hachomair, is éard atá i gceist le dearadh córas iompróra LNP leas iomlán a bhaint as comhdhéanamh lipid, méid na gcáithníní, muirear dromchla agus cobhsaíocht chun seachadadh géine éifeachtach a bhaint amach.
Straitéis Bithanailís LCMS do Dhrugaí Géinphacáistithe LNP
Is éard atá i ndrugaí géine pacáistithe LNP go príomha ná blaosc LNP agus druga géine féin. Is éard atá sa bhlaosc LNP go príomha comhpháirteanna lipid (cuimsíonn lipidí cationic / ianaithe thart ar 30-50%, is ionann lipidí PEG agus thart ar 2%, cuimsíonn colaistéaról thart ar 20-50%, cuimsíonn fosfailipidí cúnta thart ar 10-20%), agus cuimsíonn drugaí géine den chuid is mó blúirí seicheamh géine (DNA, ASO, siRNA, etc.). De réir rialacháin is déanaí NMPA agus FDA[14-15], maidir le cur i bhfeidhm IND ar dhrugaí córais seachadta drugaí ar nós LNP, chomh maith le staidéir chógaseolaíochta agus chógaschinéiteach a dhéanamh ar an gcomhábhar gníomhach (seicheamh géine), tá gá freisin le meastóireacht sábháilteachta agus cógaisíochta le haghaidh comhpháirteanna lipid nua nár úsáideadh i ndrugaí a mhargaítear sa chóras seachadta drugaí, mar lipidí cationic/ionizable i lipidí speisialta-mhodhnú agus PEG.
Díríonn bith-anailís LCMS ar lipidí LNP ar lipidí cationic / ianaithe agus lipidí PEG. Mar gheall ar na difríochtaí struchtúracha eatarthu, tá meáchan móilíneach lipid cationic / ianaithe laistigh de 1 kDa go ginearálta, agus is féidir le meáchan móilíneach lipid PEG 2 ~ 5 kDa a bhaint amach tar éis grúpaí modhnuithe a iompar, rud a fhágann go bhfuil difríochtaí móra i gcoimeád crómatagrafaíochta agus freagairt mais-speictriméadrachta eatarthu. Ag cur san áireamh go bhfuil an t-ábhar lipid cationic / ianaithe i LNP níos airde ná sin i PEG lipid, mar thoradh ar an difríocht freagartha neamhábaltacht modhanna réamhchóireála a aontú go héifeachtach (roghnú tuaslagóir eastósctha, cinneadh an fachtóir caolaithe) den dá cheann. Ina theannta sin, mar gheall ar láithreacht go leor buaic trasnaíochta timpeall ar bhuaicshuíomh lipid PEG, is minic a bhíonn gá le grádán deighilte céime leachta níos faide le haghaidh scaradh éifeachtach, rud nach féidir éifeachtacht ard anailíse a ráthú. Dá bhrí sin, bunaímid ar leithligh modh braite lipid PEG i mbithanailís. Ag an am céanna, tá deacrachtaí coitianta ag lipid cationic / ionizable agus lipid PEG freisin maidir le forbairt modh mar gheall ar a gcomhpháirteanna lipid, mar shampla intuaslagthacht lag in uisce, éagobhsaíocht sa mhaitrís bhitheolaíoch, ceangailteach próitéine le haisghabháil thar an teorainn, cur isteach ard agus iarmhar lipid PEG, athrú cobhsaíochta lipid i maitrís sampla fíor agus deacracht maidir le roghnú caighdeánach inmheánach.
