PHARMSCI: Rapid Analysis and Characterization of Lipid Nanoparticle Components for mRNA Delivery

Význam tématu

mRNA vakcíny pro SARS-CoV-2 demonstrovaly klíčovou roli lipidových nanovektorů (LNP) při ochraně mRNA a zvyšování účinnosti buněčné expresé. Precizní charakterizace složek LNP je nezbytná pro zajištění bezpečnosti, stability a reprodukovatelnosti terapeutik.

Cíle a přehled studie

Úlohou studie bylo vyvinout rychlou, jednoduchou a rutinní metodu RP LC-MS pro analýzu čtyř hlavních komponent LNP: cholesterolu, ionizovatelného lipidického excipientu, fosfolipidu a PEGylovaného lipidu. Záměrem je umožnit jak jednosložkovou, tak komplexní analýzu bez nutnosti složitého přístrojového nastavení.

Použitá metodika a instrumentace

• Kolona: ACQUITY Premier CSH C18 (1.7 µm, 100×2.1 mm)
• Mobilní fáze A: ACN/voda/1M NH4 formiát (600/390/10) s 0,1% HCOOH
• Mobilní fáze B: IPA/ACN/1M NH4 formiát (900/90/10)
• LC systém: ACQUITY Premier
• MS detekce: BioAccord LC-MS System, pozitivní ionizační režim, m/z 50–2000, kuželové napětí 30 V, rampování fragmentačního napětí 120–200 V
• Data management: UNIFI Scientific Information System ve waters_connect

Hlavní výsledky a diskuse

• Jednotlivé složky LNP byly dobře separovány RP chromatografií a detekovány MS, včetně spektroskopicky neaktivních lipidů.
• Komplexní analýza odhalila variabilitu PEGylovaného lipidu s řetězci od 38 do 50 jednotek PEG a více nábojovými stavy (+2 až +4).
• Metoda prokázala vysokou citlivost a široký dynamický rozsah, umožňující detekci nízkých koncentrací i degradovaných produktů.
• Funkce New Peak Detection a binární srovnání chromatogramů usnadnily odhalení neočekávaných nečistot nebo nových lipidů v matrici.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá a robustní rutinní analýza složek LNP v procesu vývoje mRNA vakcín a terapeutik.
• Možnost rozšíření knihovny UNIFI o nové lipidické species pro budoucí screening.
• Užití v QC a charakterizaci surovin a konečných produktů díky vysoké citlivosti a reproducibilitě.

Budoucí trendy a možnosti využití

• Integrace dalších typů lipidů a nukleových kyselin pro širší spektrum genové terapie.
• Automatizované workflowy a pokročilá datová analýza v rámci waters_connect pro zrychlení výzkumu.
• Využití AI-driven přístupů pro predikci degradace a stability komponent LNP.

Závěr

Vyvinutá RP LC-MS metoda na systému BioAccord s ACQUITY Premier CSH C18 kolonu nabízí účinné, citlivé a reprodukovatelné řešení pro charakterizaci klíčových lipidových složek LNP. Díky vestavěným nástrojům pro rozpoznání nových špiček a rychlé kvantifikaci je vhodná pro rutinní analýzu i vývoj moderních mRNA terapeutik.

Reference

1. Vaccines 2021, 9(1), 65; https://doi.org/10.3390/vaccines9010065