Meeting regulatory needs in the characterization of lipid nanoparticles (LNPs) for RNA delivery via FFF-MALS

Význam tématu

Lipidové nanočástice (LNP) představují klíčový nosič pro doručování RNA léčiv, což dokládají vakcíny mRNA proti COVID-19. Jejich složitá struktura a vysoké požadavky na stabilitu a velikost vyžadují spolehlivou a citlivou analýzu kritických kvalitativních atributů (CQAs).

Cíle a přehled studie

Cílem studie je vyvinout a validovat analytickou metodu FFF-MALS podle ISO/TS 21362 pro charakterizaci LNP obsahujících siRNA a mRNA. Metoda se zaměřuje na přesné stanovení velikosti částic, polydisperzity, morfologie, koncentrace a stability.

Použitá metodika a instrumentace

Field-flow fractionation (FFF) odděluje částice podle hydrodynamického objemu bez stacionární fáze a parametry lze ladit změnou poměru průtoků. Preferovaná konfigurace s dispersion inlet kanálem zvyšuje obnovu citlivých vzorků a eliminuje krok focusing.

• Agilent 1260 Infinity II (pumpa, autosampler, UV detektor 260 nm)
• Eclipse FFF (Wyatt Technology) s konvenčním dlouhým kanálem a dispersion inlet kanálem
• DAWN MALS (multiúhlový rozptyl) s integrovaným WyattQELS DLS
• Software ASTRA pro analýzu velikosti, tvarového faktoru a koncentrace

Hlavní výsledky a diskuse

• Obnova vzorku (R%) dosahuje ≥99 % při použití dispersion inlet kanálu, oproti ~91 % u konvenčního kanálu.
• Průměrný radius částice (Rg) 26–27 nm při nízké polydisperzitě (rozptyl ~6,5 nm).
• Tvarový faktor ρ (Rg/Rh) klesá s rostoucím obsahem mRNA, indikující přechod od dutých k hustým sférám.
• Porovnání PSD: FFF-MALS detekuje částice <30 nm, zatímco NTA tyto nejmenší fragmenty nedetekuje.
• Stabilita: Po 3 měsících skladování (4 °C) dochází k významnému nárůstu agregátů (Ostwaldovo zrání) a nárůstu polydisperzity.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda FFF-MALS umožňuje simultánní stanovení více CQAs v jedné analýze bez destrukce vzorku. Díky vysoké obnově a možnosti regulace separačních podmínek se hodí pro rutinní QC nanofarmaceutik a vývoj nových léčivých formulací.

Budoucí trendy a možnosti využití

Vývoj přístrojové integrace dalších detektorů (dRI, fluorescenční) pro komplexní profilaci nanočástic. Automatizace a validace metod pro širší škálu nanocarrierů a implementace do regulačních standardů.

Závěr

Validovaný FFF-MALS protokol podle ISO/TS 21362 poskytuje robustní nástroj pro komplexní charakterizaci LNP-RNA. Metoda podporuje dodržení regulačních požadavků, zefektivňuje vývoj a zajišťuje kvalitu finálního produktu.

Reference

1. Gómez-Aguado I. et al. Nanomedicines to Deliver mRNA: State of the Art and Future Perspectives. J. Nanomat. 2020;2020:10.364.
2. Parot J. et al. Physical characterization of liposomal drug formulations using multi-detector asymmetrical-flow field-flow fractionation. J. Control. Release. 2020;320:495-510.
3. Caputo F. et al. Asymmetric-flow field-flow fractionation for measuring particle size, drug loading and (in)stability of liposomal drug formulations. J. Control. Release. 2020;320:495-510.
4. Mildner R. et al. Improved multidetector-asymmetrical flow field flow fractionation method for particle sizing and concentration measurements of lipid-based nanocarriers for RNA delivery. Eur. J. Pharm. Biopharm. 2021;163:252-265.