脂质纳米颗粒LNPs参与CAR T细胞疗法的进展

文献开始：SinoTalk津津乐说念，作家：王哲新

CAR T细胞疗法在难治性或复发性（R/R）血液系统恶性肿瘤中不错浮现出握久的响应。举例，CAR T细胞疗法在B细胞急性淋巴细胞性白血病（ALL）、B细胞淋巴瘤和B细胞锻真金不怕火抗原（BCMA）调治多发性骨髓瘤方面浮现出积极的临床效用。关联词CAR T细胞也存在一定的错误，如有限的T细胞迁徙、免疫禁锢环境和抗原逃遁。此外，CAR T细胞疗法还与一些潜在的反作用关联，举例细胞因子开释笼统征和神经毒性。

临床制造进程波及多个体外阶段，包括从外周血单个核细胞中集会和分离T细胞，然后激活。这一进程握续1-2周，从而影响和塑造临床前完了。要道阶段是遗传修改进程，通过病毒或非病毒转导完了，促进DNA或mRNA的整合。尽管现时市集上批准的CAR T细胞和临床辩论的主要焦点齐使用病毒载体（γ-逆转录病毒和慢病毒）来传递CAR基因，但值得缜密的是，病毒载体坐褥的复杂性和资本带来了终点大的挑战。为了追求更可握续和资本效益的要领，非病毒要领，如mRNA时期和转座子，依然干涉了最先的倡导考证临床观测。关联词，通过纠合的辩论使命来增强这些替代要领的握久性和安全性至关蹙迫。

在惩处CAR T细胞疗法固有的挑战，独特是毒性方面时，非病毒转导要领正在被开垦。如脂质纳米颗粒（LNPs），正在被探索以减轻毒性并增强CAR T细胞的安全性。在这篇综述中，作家团队提供了LNP介导的CAR构建物传递的上风和机制的真切分析，以改善握久性、功效和减轻毒性。此外，揭示了LNPs与CAR T细胞之间的互相作用、现时的挑战和可能的惩处决策。

图1A展示了不同代CAR的结构和功能，其中第一代CAR依赖于ITAM基序进行T细胞激活，第二代CAR加多了CD28或CD137共刺激域以增强增殖和细胞毒性，第三代CAR勾通了CD137或CD134以激活NF-κB和MAPK阶梯，促进T细胞生活和回顾酿成，第四代CAR大略分泌细胞因子，径直促进肿瘤杀伤，而第五代CAR在第二代的基础上加入了IL2受体β链，通过STAT3激活提供抗原特异性激活，增强T细胞的效应功能和回顾细胞酿成。图1B描述了LNPs的构成和功能，其中包括带正电的阳离子脂质、中性脂质、胆固醇以及PEG化脂质，它们共同作用以保护mRNA CAR构建物，升迁其雄厚性和轮回期间，并通过靶向配体升迁对办法细胞的选择性，减少脱靶毒性，从而有用地将调治性mRNA传递到办法细胞中。

图2中展示了病毒载体在基因调治中的局限性，独特是腺病毒和慢病毒载体的尺寸抑制（直径≤100纳米），这抑制了它们佩戴的基因盒大小弗成突出8-9千碱基对。这种尺寸抑制使得使用单独的病毒载体传递两个不同的转基因变得具有挑战性。此外，插入性突变的风险也引起了慈祥，因为在CAR T细胞工程中可能会发生致癌插入。第三，病毒载体的使用伴跟着固有的免疫原性风险，这可能会引发宿主的免疫响应，但通过过度抒发CD47不错禁锢这种免疫原性。

因此，这些抑制促使辩论趋势转向非病毒要领进行基因传递，寻求大略克服病毒载体挑战的替代决策。非病毒要领，如电穿孔和脂质转染，提供了一个更安全、更活泼的平台，用于在莫得病毒衣壳尺寸抑制的情况下传递基因。独特是脂质纳米颗粒（LNPs），因其高效的封装和传递含有CAR构建体的mRNA到办法细胞的智商，成为了一个隆起的探索边界。LNPs不仅遁入了病毒载体的尺寸抑制，还惩处了插入性突变和免疫原性的问题，使得它们在CAR T细胞调治中具有缩小毒性、升迁安全性和缩小资本的后劲。

图片3展示了脂质纳米颗粒（LNPs）四肢一种多功能药物寄递平台的后劲和上风。LNPs大略封装较大的遗传物资有用载荷，有助于传递复杂的基因盒，这在病毒载体中可能是具有挑战性的。与传统的病毒载体比较，LNPs不包含病毒卵白，因此具有更低的免疫原性，大略保护RNA免受核酸酶、细胞因子和插入性突变的影响。LNPs的纳米尺寸和构成有助于升迁生物相容性，并减少免疫响应。此外，LNPs提供了一个可定制的平台，允许为特定的基因寄递需求定制脂质构成，从而升迁寄递效用和细胞特异性。LNPs在生物流体中的雄厚性有助于保护遗传物资的有用载荷，确保寄递效用。某些LNPs不错被缱绻为针对特定细胞的靶向，增强了基因寄递的精确性。LNPs的可彭胀性和可复制性维持从辩论到临床期骗的滚动。因此，LNPs在药物寄递边界的后劲不仅限于基因寄递，还包括普通的期骗，如精确的卵白质抒发、针对肝脏的转基因寄递、简化的CAR T细胞坐褥、蜕变的mRNA寄递，以及有远景的非阳离子硫脲LNPs，这些齐需要进一步的安全性和可彭胀性辩论。

图4展示了脂质纳米颗粒（LNPs）在CAR T细胞调治顶用于核酸寄递的合成和配方进程。这个进程运行于由脂质、胆固醇和聚乙二醇化（PEGylated）脂质构成的LNPs的自拼装，它们通过静电、氢键和疏水互相作用封装核酸。雄厚剂如PEG增强了LNPs的雄厚性。细胞内接管波及由细胞名义受体促进的内吞作用。内体逃遁和细胞质开释对于寄递核酸、完了翻译和生物活性至关蹙迫。LNPs传统上针对肝细胞进行mRNA寄递，但最近的跳跃使LNPs大略有用地将mRNA寄递到非肝细胞，扩大了调治办法范围。在不依赖于ApoE和LDL受体的阶梯上取得的进展增强了LNPs针对不同细胞类型的各样性。图片还展示了两种脂质因素1,2-二油酰-sn-甘油-3-磷酸酒精胺（DOPE）和1,2-二硬脂酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（DSPC）的结构。通过优化LNPs配方，不错完了对T细胞的高效mRNA寄递，这为传统要领提供了一种替代决策，最小化了与病毒载体基因转染关联的致瘤风险。此外，对LNPs结构-功能关系终点与ApoE的互相作用的相识约束真切，为特定调治期骗量身定制LNPs提供了基础，从而推动了基于核酸的调治药物的发展。LNPs的握续发展对于克服包括肝外寄递和慢转染在内的寄递挑战具有浩荡后劲，有助于升迁CAR T细胞调治的疗效和握久性。进一步优化LNPs配方以增强对特定细胞类型的寄递，包括T细胞，并升迁瞬时基因抒发的效用是必要的。

脂质纳米颗粒（LNPs）在CAR T细胞调治中浮现出四肢病毒载体和电穿孔时期的替代要领的后劲，往时将更多的用于工程化CAR T细胞。但在期骗之前，需要议论多个方面，包括免疫原性、核酸类型、缩小毒性和升迁安全性、可彭胀性以及临床适用性等。最近的辩论正在逐渐激动LNPs在这些方面的期骗。举例，LNPs大略通过将调治性mRNA输送到淋巴细胞来完了CAR T细胞的体内坐褥，确保了高效的寄递、较低的免疫原性以及缩小了插入性突变的风险。LNPs的可彭胀性，加上快速优化、无需复杂的坐褥要乞来临床适用性，进一步使它们成为CAR T细胞工程的可行选择。

现在临床期骗中工程化CAR T细胞的要领主要禁受病毒载体，导致CAR长久抒发并可能产生严重的负面影响。 四肢应酬这些挑战的惩处决策，通过寄递mRNA在T细胞中忐忑抒发CAR已成为一种有出息的计策，脂质纳米颗粒（LNPs）四肢非病毒载体，展现出了高效、低免疫原性和安全性的上风。LNPs大略共寄递mRNA和siRNA，增强T细胞的CAR抒发和PD-1敲低。此外，LNPs的结构和构成对其在体内的散播、细胞接管和免疫响应有蹙迫影响。辩论标明，LNPs的PEG化进程、离子化脂质的使用以及与ApoE的互相作用齐会影响其在体内的雄厚性和寄递效用。

图5中的骨子描述了脂质纳米颗粒（LNPs）的聚乙二醇化（PEGylation）对其功能的影响。LNPs的大小和PEG的构象，如蘑菇状、刷状，影响其名义电荷和与血浆卵白的吸附，进而影响基因千里默的智商。刷状PEGylation的LNPs在静脉打针后浮现出比蘑菇状或俱乐部状PEGylation的LNPs更强的血浆卵白吸附智商。此外，PEGylation的进程也影响LNPs的大小、名义电荷和基因千里默的智商。眇小PEGylated的LNPs在肿瘤驻留的抗原呈递细胞（APCs）的激活和扩增方面发扬出增强的效果，而高度PEGylated的LNPs则效果消弱。这些发现对于相识LNPs在CAR T细胞调治中的整合、优化mRNA基CAR T细胞工程计策以及升迁调治的精确度和多功能性具有蹙迫意思。

基于LNPs的特点，LNP具有在体内产生CAR T细胞的智商，为径直在患者体内产生CAR T细胞的全身期骗提供了契机。由于mRNA仅在细胞质中抒发，不会整合到基因组中，且在细胞分辩时会被稀释，因此使用LNPs生成的CAR T细胞是忐忑的。这一脾气有助于抑制持久调治中的非靶向效应和毒性。与传统的体外T细胞处理要领比较，LNPs提供了一种替代计策，通过体外mRNA传递到T细胞，有用缩小了细胞毒性，同期完了了与电穿孔终点的CAR抒发。LNPs还被用于体外mRNA转染，奏效地工程化了CAR巨噬细胞和CAR T细胞，展示了LNPs在资本效益和安全性方面用于mRNA基础的过继细胞疗法的后劲。辩论还探索了替代传递要领，以惩处握续抒发可能带来的问题，如通过一步传递CRISPR-Cas9组分完了hiPSCs的瞬时抒发，以及筛选和优化脂质体库以完了mRNA在原代T淋巴细胞中的高效转染。这些辩论共同强调了LNPs在瞬时CAR T细胞生成中的后劲，并为癌症免疫疗法的跳跃提供了新的惩处决策，如体内mRNA传递、对耐药T细胞的高效转染以及抑制粒子工程以升迁安全性和有用性。

与电穿孔比较，LNP在缩小T细胞毒性同期保握终点水平的CAR名义抒发方面浮现出远景，展现出在mRNA基CAR T细胞工程中缩小毒性和升迁安全性的后劲。尽管在体外基因剪辑T细胞和造血干/祖细胞（HSPCs）方面存在挑战，但通过LNPs传递核酸酶RNA能权贵减少细胞耗损、改善细胞助长，并增强T细胞的耐受性。LNPs还被线路在原代T细胞中具有升迁转染效用和选择性脾脏趋向性，以及在体外奏效创建了一种LNP平台，用于向CD4+ T细胞高效传递Foxp3 mRNA，产生具有瞬时表型的免疫禁锢T细胞。通过将特定抗体修饰整合到LNPs中，不错精确地向T细胞靶向和传递mRNA，这不仅增强了mRNA的靶向传递，还有助于缩小毒性和升迁安全性。尽管如斯，将这些发现滚动为可行且安全的CAR T细胞疗法的一个要道方面是，需要辩论LNPs在不同调治环境中的持久效应和临床适用性。

除了以上的上风，LNPs介导的mRNA寄递在CAR T细胞调治中也濒临多种进攻，包括给药阶梯、生理樊篱和缱绻特异性，这些齐影响了精确靶向的完了。基因转染关联的挑战尤为隆起，因为免疫细胞对LNPs的接管效用低，mRNA在LNPs内的雄厚性和降解问题，以及供应链问题，齐需要成心的计策来完了高效和靶向的基因寄递。辩论浮现，LNPs的化学结构、配方优化、非淋巴器官中的非盼愿抒发和免疫原性抑制了T细胞的转染效用。即使LNPs被细胞接管，也不一定能奏效完了基因寄递，因为与HeLa细胞比较，东说念主类T细胞的内体酸化进程较慢且不够刚硬。因此，往时的辩论不应透彻依赖于pH触发的开释机制来完了奏效的转染。LNPs的大小、动态膜脾气和细胞内环境给T细胞的转染带来了挑战。

为了惩处这些挑战，辩论者们正在开垦成心针对免疫细胞转染的LNPs，优化配方以增强mRNA抒发并最小化免疫原性，并探索翻新的靶向寄递要领，以减少非靶向效应。辩论者们也在探索替代基因寄递机制，以应酬东说念主类T细胞内体酸化速率慢和细胞大小及膜动态性的挑战。蜕变靶向计策，以升迁办法免疫细胞的特异性和接管效用，同期最小化非办法细胞如巨噬细胞和树突细胞的接管，对于扩大LNPs介导的mRNA寄递在免疫关联疾病的期骗至关蹙迫。给药阶梯和器官散播进攻亦然纳米粒子达到办法的蹙迫挑战，需要真切了解LNPs在体内的散播情况，以便有用给药。

尽管LNPs在系统给药后大略通过血液轮回到达其他器官和组织，然而它们的尺寸、名义修饰和给药阶梯等因素齐会影响其在体内的散播和疗效。因此，需要进一步的辩论来优化LNPs的配方，以升迁其在CAR T细胞调治中的握久性和有用性。肯定跟着辩论的真切，LNPs将会带来CAR T细胞疗法的新时期。

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