Accelerate your LNP formulation screening with Sunscreen’s automated microfluidic technology

Význam tématu

Lipidové nanočástice představují klíčovou platformu pro doručení nukleových kyselin v klinických aplikacích. Díky možnosti rychlého přechodu od objevu k testování in vivo urychlily vakcíny proti COVID-19. Široké spektrum možných lipidových složení i provozních parametrů vytváří obrovský počet kombinací, které vyžadují efektivní, reprodukovatelné a škálovatelné metody screeningové přípravy.

Cíle a přehled studie

Účelem studie bylo demonstrovat výkonnost plně automatizovaného mikrofluidického systému Sunscreen pro screening až 96 samostatných LNP formulací během méně než 6 hodin. Testy zahrnovaly ověření reprodukovatelnosti, široký formulovací screening a vliv celkového průtoku na vlastnosti částic.

Použitá metodika a instrumentace

Pro přípravu LNP byly použity Sunny mikrofluidické čipy (hydrodynamické zaměřování a chaotický mikromixér), automatizovaný manipulátor s 96-jamkovými destičkami, přesné stříkačkové pumpy a integrovaný systém automatického čištění cest.
Účinnost zapouzdření byla stanovena pomocí RiboGreen assay na čtečce FLUOstar Omega, velikost částic a PDI měřeny technikou DLS na Stunneru.

Hlavní výsledky a diskuse

Reprodukovatelnost 90 identických formulací (DOTAP DSPC Chol DMG-PEG 40â10â37.5â2.5) prokázala stabilní průměrnou velikost 94.6 nm ± 0.7 nm a PDI 0.142 ± 0.01 (RSD < 1 %). Formulace bez PEG ukázaly okamžitou agregaci bez ovlivnění následujících vzorků, což potvrzuje účinné oddělení a čištění.
Formulační screening 32 cationických LNP vyzdvihl klesající trend velikosti částic s rostoucím podílem PEG lipidu, rozdílnou odezvu DSPE-PEG vs DMG-PEG a vyšší PDI u DOPE oproti DSPC. Encapsulační účinnost byla mírně nižší u soustav s DDAB a DSPE-PEG.
Škálování celkového průtoku mezi 5 a 12 mL/min vedlo k významnému zmenšení částic z 138 nm na 69 nm při zachování nízkého PDI.

Přínosy a praktické využití metody

• Rychlá produkce 96 formulací za jeden pracovní den bez zásahu obsluhy
• Vysoká reprodukovatelnost a konzistence díky mikrofluidické kontrole proudění
• Eliminace křížové kontaminace automatickým mytím
• Integrovatelnost do paralelních výzkumných a vývojových workflow

Budoucí trendy a možnosti využití

Integrace s velkoplošnou analýzou částic a procesním škálováním otevírá cestu pro rychlou optimalizaci cílených LNP pro specifické orgány. Vývoj nových ionizovatelných lipidů, inteligentní návrh formulací řízený strojovým učením a možnost simultánního screeningu různých typů nanocarrierů významně rozšíří aplikační potenciál.

Závěr

Sunscreen spojuje precizní mikrofluidiku a plnou automatizaci, čímž výrazně zkracuje čas a náklady na screening LNP formulací. Díky konzistentním výsledkům a flexibilitě v nastavení průtokových parametrů představuje klíčový nástroj pro akceleraci vývoje nových léčiv.

Reference

• V aplikaci nebyly uvedeny konkrétní literární prameny.