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在fda批準的藥物和早期臨床試驗中，脂質(zhì)納米顆粒（LNP）已被美國FDA批準用于遞送RNA（包括mRNA和siRNA），這些LNP-RNA療法的臨床研究和應用支持了探索將RNA遞送到造血干細胞（HSC）和造血干/祖細胞（HSPC）的納米顆粒。

大多數(shù)血細胞來源于造血干細胞（HSC），其功能障礙導致了鐮狀細胞病、β-地中海貧血、貧血、免疫缺陷以及代謝紊亂等多種疾病。FDA最近批準了4種基于HSC的療法，所有這些療法都需要進行體外HSC操作。在這個過程中，細胞從骨髓中被動員或從血液中被移除。當這些細胞在實驗室中被改造時，病人要先接受化療以耗竭自身免疫系統(tǒng)，為重新輸注的細胞騰出空間。然而，這一操作可能導致副作用，因此引起了人們對于開發(fā)不需要骨髓動員或化療預處理的體內(nèi)造血干細胞療法的興趣。

此前的研究顯示，使用CD117抗體修飾的LNP可將mRNA遞送至小鼠骨髓。但這些研究的一個潛在局限性在于，根據(jù)人類蛋白圖譜，人類CD117蛋白在呼吸系統(tǒng)中高表達，而在骨髓中低表達。在另一種方法中，基于腺病毒的遞送系統(tǒng)主動靶向CD46 （CD46在小鼠和人類HSC中表達），實現(xiàn)了在非人靈長類動物中的高效遞送。然而，這種方法也需要細胞動員和化療。因此，在沒有主動靶向配體或任何其他干預措施的情況下，在非人靈長類動物中進行臨床相關劑量的LNP遞送，被證明是困難的。

在這項最新研究中，研究團隊報道了一種名為LNP⁶⁷的脂質(zhì)納米顆粒（LNP），它以低至0.25 mg/kg的劑量將mRNA遞送到恒河猴的CD34⁺細胞。

目前，F(xiàn)DA批準的三種LNP-RNA藥物均使用四組分LNP，這四種組分分別是可電離脂質(zhì)、輔助脂質(zhì)（磷脂）、膽固醇和聚乙二醇化脂質(zhì)。所有這四種成分都可以改變LNP在體內(nèi)的行為，但利用細胞培養(yǎng)預測LNP在體內(nèi)的趨向性是困難的。

在這項新研究中，研究團隊使用4種不同的磷脂和4種聚乙二醇化脂質(zhì)組合（共16種組合），再結(jié)合8個不同的摩爾比，生成了128種化學性質(zhì)不同的LNP。分別使用這些LNP遞送DNA條形碼和編碼糖基化磷脂酰肌醇（GPI）錨定的駱駝VHH抗體（aVHH）的mRNA。然后，分析所有這128種LNP的流體動力學直徑和多分散性，將直徑小于200納米的單分散的LNP（共105種）混合在一起。

考慮到造血干細胞（HSC）數(shù)量稀少，并且難以分離出足夠的細胞以便使用流式細胞術進行測序，研究團隊使用他們此前開發(fā)的單細胞納米顆粒靶向測序（SENT-seq）技術【2】評估了上述105種LNP在體內(nèi)靶向小鼠骨髓遞送RNA的效果。

評估結(jié)果顯示，LNP⁶⁷能夠很好地將mRNA靶向遞送到小鼠骨髓以及體外培養(yǎng)的人類原代造血干細胞，還能夠以0.25 mg/kg和0.4 mg/kg的劑量將mRNA遞送到恒河猴體內(nèi)的CD34⁺細胞（CD34是造血干細胞/祖細胞的生物標志物）。

在沒有骨髓動員和預處理的情況下，LNP⁶⁷可將mRNA遞送到恒河猴的造血干/祖細胞（HSPC）以及肝臟，而無需血清細胞因子激活。

這些數(shù)據(jù)表明，在不使用靶向配體修飾的情況下，使用脂質(zhì)納米顆粒（LNP）靶向非人靈長類動物的造血干細胞（HSC）和造血干細胞/祖細胞（HSPC）進行體內(nèi)mRNA的遞送是可行的。