Добавить новость
ru24.net
News in English
Июль
2024

Improving the Design of mRNA-loaded Nanocarriers for Targeted Therapies Researchers enhance stability and bioavailability of mRNA nanocarriers using triphenylphosphonium in polymeric micelles, improving drug delivery efficiency

0

Substituting amines with phosphonium-based cations could greatly improve the performance of mRNA-loaded polymeric micelles, report scientists from Tokyo Tech. By adopting this innovative strategy, they managed to enhance the stability and mRNA-delivery capabilities of micelle nanocarriers into tumor tissue in vivo. Their results hint at the importance of exploring other cations besides amines in mRNA drug delivery and could pave the way to effective treatment for challenging diseases.

Among the vastly different ways of tackling a disease, controlling the genetic expression of cells is undoubtedly one of the most powerful. Over the past few decades, scientists have come up with dozens of innovative strategies that involve using messenger RNA (mRNA) to 'force' cells to build specific proteins. These mRNA-based therapies have recently gained prominence as vaccines against infectious diseases like COVID-19. Additionally, they hold significant potential for treating cancer and genetic disorders.

Since mRNA itself is quite unstable and easily destroyed by enzymes in the body, mRNA-based therapies rely on drug delivery techniques; the core idea is to encapsulate and protect mRNA molecules within nanostructures that can safely get them inside the target cells. Today, the most explored mRNA nanocarriers are made of amine-bearing cationic lipids or polymers, which form small protective spheres that can diffuse into cells to release their cargo. However, existing designs still face stability issues, which increases costs and leads to higher doses to get the desired effect.

Against this backdrop, a research team from Japan explored an alternative to amine-based materials as mRNA nanocarriers. In their latest study that was published in Materials Horizons on 10 July 2024, the researchers investigated the potential of triphenyl phosphonium (TPP) as a replacement for the amine groups used as cations to form mRNA-loaded micelles.

"Phosphonium-based cations provide unique ionic properties that favor interactions with anions like mRNA, such as their charge distribution and binding force to anions, which stem from differences in electronegativity between phosphorus and nitrogen," explains Associate Professor Yasutaka Anraku from Tokyo Institute of Technology, who led the study. "Moreover, its three phenyl moieties facilitate hydrophobic interactions, leading to stable mRNA complexation. Thus, substituting amines with TPP could increase mRNA delivery efficiency," he adds.

To test their hypothesis, the researchers designed polymeric micelles using polyethylene glycol (PEG), TPP, and mRNA. First, they developed a highly efficient strategy to replace the amine groups in PEG-poly(L-lysine) copolymers with TPP. The resulting polymers naturally self-assemble into a core-shell structure in anion-enriched conditions due to their hydrophobicity and charge distribution. Moreover, given that mRNA contains many negatively charged phosphates, the positive TPP groups attract them to self-assemble, ensuring high and stable mRNA loading into the micelles.

Their strategy was carefully assessed and verified through a comprehensive analysis, including thermodynamic, physicochemical, and computational approaches. Moreover, they also tested the capabilities of the proposed system to deliver mRNA to tumor cells in vivo using a mouse model. "Upon intravenous injection, TPP-bearing micelles resulted in a remarkable increase in mRNA bioavailability, facilitating efficient protein production in solid tumors," highlights Anraku. Notably, the experiments revealed that remaining intact mRNA levels in blood after 30 minutes were orders of magnitude higher when using the proposed TPP-based micelles rather than amine-based ones. Similarly, protein expression in tumor tissues was over 10 times higher when using TPP-based micelles.

Overall, it appears this innovative strategy holds much potential in the realm of mRNA therapeutics, which includes targeted drug delivery. "Given that polymeric micelles can be targeted to specific tissues by attaching ligands, TPP-bearing polymeric micelles might serve as a robust platform for mRNA delivery across various tissues," says Anraku. With any luck, this technology will pave the way to effective treatment for humanity's most challenging diseases.

Reference

Authors :
Jumpei Norimatsu1, Hayato L. Mizuno2,3, Takayoshi Watanabe1, Takumi Obara1, Makoto Nakakido1,4, Kouhei Tsumoto1,4,5, Horacio Cabral1,6*, Daisuke Kuroda7*, and Yasutaka Anraku1,3,6*
Title :
Triphenylphosphonium-Modified Catiomers Enhance in vivo mRNA Delivery through Stabilized Polyion Complexation
Journal :
Materials Horizons
DOI :
Affiliations :
1Department of Bioengineering, Graduate School of Engineering, The University of Tokyo, Japan
2Department of Biochemistry and Cellular Biology, National Center of Neurology and Psychiatry, Japan
3Department of Materials Science and Engineering, School of Materials and Chemical Technology, Tokyo Institute of Technology, Japan
4Department of Chemistry and Biotechnology, School of Engineering, The University of Tokyo, Japan
5The Institute of Medical Sciences, The University of Tokyo, Japan
6Innovation Center of NanoMedicine, Kawasaki Institute of Industrial Promotion, Japan
7Research Center of Drug and Vaccine Development, National Institute of Infectious Diseases, Japan

* Corresponding authors' emails: anraku.y.aa@m.titech.ac.jp; dkuroda@niid.go.jp

; horacio@g.ecc.u-tokyo.ac.jp

Further Information

Associate Professor Yasutaka Anraku

School of Materials and Chemical Technology, Tokyo Institute of Technology

Email anraku.y.aa@m.titech.ac.jp

Contact

Public Relations Division, Tokyo Institute of Technology

Email media@jim.titech.ac.jp
Tel +81-3-5734-2975




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



За прошедшую неделю подмосковные росгвардейцы выезжали более 2100 раз по сигналам «Тревога» с охраняемых объектов

ТСД SAOTRON RT41 GUN: практичный, производительный, надёжный

Раскрутка Сайта. Раскрутка сайта Москва. SEO раскрутка сайта. Заказать раскрутку сайта. Раскрутка сайта ru.

Релиз трека. Релиз новой песни. Релиз сингла. Релиз Музыкального альбома.


Как научиться спокойно на все реагировать: метод йогов

Главные инженеры сервисных локомотивных депо Северного полигона обменялись опытом организации технологических процессов и бережливого производства.

Раскрутка Сайта. Раскрутка сайта Москва. SEO раскрутка сайта. Заказать раскрутку сайта. Раскрутка сайта ru.

«Не могу быть против»: Ольга Серябкина высказалась о возобновлении группы «SEREBRO»


We save HUNDREDS on UK attraction tickets with our free Blue Peter Badge – yes they still exist and anyone can get one

Cyprus Business Now: high rents, financial support to wine industry, PwC’s Academy Business Professionals Certificate

The Western auto industry is now locked in a 'Darwinian' make-or-break battle with China, the chiefs of 2 major automakers warn

Single family residence sells for $2.4 million in San Jose


Набор абитуриентов для обучения на прокурорско-следственном факультете Военного университета Минобороны России

Золотая осень в Пулковском парке

Подтверждена совместимость офисного пакета AlterOffice с операционной системой «ОСнова»

Раскрутка Сайта. Раскрутка сайта Москва. SEO раскрутка сайта. Заказать раскрутку сайта. Раскрутка сайта ru.


Metaphor: ReFantazio's ReViews are in, and the Persona follow-up looks like 2024's unanimous RPG hit

The Case of the Golden Idol has done so well that it's getting a free definitive edition upgrade

A Quake 2 Remaster dev has rebuilt the game's unique PlayStation port from scratch and released it as a free add-on

The Big Catch: Tacklebox is the hardest 3D platformer I've ever played, 8+ hours long, and a free to play 'prologue' to a bigger, better game on the way



XI Всероссийский конкурс «Лучшая инклюзивная школа России-2024»

Бесплатный прогноз на год

"Фортуна" на льду: как многодетная мама развивает уникальную хоккейную команду для слабовидящих детей

Выиграй поездку на Like Party «ДЕВИЧНИК»




Индивидуальные кухни на заказ в Санкт-Петербурге

Релиз трека. Релиз новой песни. Релиз сингла. Релиз Музыкального альбома.

Станислав Кондрашов о том, как Rotor меняет подход к использованию вертолетов в сложных задачах

Выиграй поездку на Like Party «ДЕВИЧНИК»


Компания из Сергиева Посада выпустила более 5 млн единиц крепежа с начала года

Следствие побило все рекорды // За взятку в 7 миллиардов фигурант отсидит 16 лет, вернув стране на 500 миллионов больше

Уакайа и сури. На «Городской ферме» ВДНХ поселились десять альпак

Пограничники РФ перестанут нести службу на границе Армении и Ирана


Гауфф обыграла Бадосу и стала первой финалисткой турнира WTA 1000 в Пекине

Вероника Кудерметова вышла во второй круг турнира WTA 1000 в Ухане

Тату, побег, анорексия. Как бунтуют дети Яковлевой, Успенской, Кафельникова

Синнер сделал предложение Калинской на вечеринке в Нью-Йорке. Россиянка согласилась


Собянин и Патрушев открыли новый выставочный комплекс «Тимирязев центр»

Тендер на капремонт котельной № 14 объявили в Наро-Фоминске

Сыгравшие свадьбу на выставке «Россия» ямальцы стали родителями

День Преставления Иоанна Богослова 9 октября 2024 года: традиции и народные приметы праздника


Музыкальные новости

Игорь Бутман о молодой супруге: «В какой-то момент я понял, что страшно влюбился… Меня колбасило»

Placebo заявили, что в их новой документалке много «унизительных» моментов

Тату, побег, анорексия. Как бунтуют дети Яковлевой, Успенской, Кафельникова

Возлюбленная Тимати показала лицо без косметики



"Фортуна" на льду: как многодетная мама развивает уникальную хоккейную команду для слабовидящих детей

Бесплатный прогноз на год

KAMBULAT презентует новый альбом в VK Gipsy. Like FM дарит билеты

XI Всероссийский конкурс «Лучшая инклюзивная школа России-2024»


ЦСКА обыграл московское «Динамо» в матче чемпионата России по футболу

Релиз трека. Релиз новой песни. Релиз сингла. Релиз Музыкального альбома.

Дистрибьюция музыки в вк. Яндекс музыка дистрибьюция. Цифровая дистрибьюция музыка. Дистрибьюция музыки под ключ.

Константин Гусев, OLIMPBET: «Футбол остается самым популярным видом спорта в России»


Рэпер A.V.G попал в аварию в Москве и разбил свой элитный Mercedes AMG GT

На видео попало место ДТП на юге Москвы, где Toyota с людьми упала в реку

Рэпер A.V.G попал в аварию в Москве и разбил свой Mercedes AMG GT

Восемь нижегородских предприятий приняли участие в бизнес-миссии на московском автомобильном заводе


Путин: страны СНГ совместно отметят 80-летие победы в ВОВ в 2025 году

Пашинян перед встречей с Путиным прокатился на велосипеде по Москве

Путин и Пашинян договорились о совместной охране границы Армении с 2025 года

Путин предложил странам СНГ создать общий реестр мемориального наследия ВОВ


Более 2 тысяч человек госпитализировали в России с COVID-19 за прошедшую неделю




Аделина Панина: народные приметы о волосах, влияющие на судьбу и здоровье

Проблемы сердечно-сосудистых заболеваний у молодежи: разбор с экспертами "Светофора здоровья"

СЕРИАЛ «ФАРМА» В ОНЛАЙН-КИНОТЕАТРЕ PREMIER:НОВЫЙ ОРИГИНАЛЬНЫЙ ПРОЕКТ НА ЭКРАНЕ LG OLED evo

В клиниках «Евроонко» прошли встречи с представителями крупнейших страховых компаний



Боялась открытой воды: как россиянка Смирнова утонула на триатлоне в Барселоне

В Воронеже прошел турнир по собачьему ездовому спорту

"Фортуна" на льду: как многодетная мама развивает уникальную хоккейную команду для слабовидящих детей

КХЛ. ЦСКА — «Салават Юлаев». Прямая трансляция: смотреть онлайн


Лукашенко назвал коррекцию ядерной доктрины России усилением позиции Москвы и Минска

Лукашенко: Минск поддерживает определенные контакты с Киевом, это помогает РФ

Лукашенко заявил, что коррекция ядерной доктрины РФ усилит Москву и Минск

Лукашенко назвал коррекцию ядерной доктрины России усилением позиции Минска



Собянин: На заводе «СВАРЗ» для Москвы сделали уже 5 тыс. остановочных павильонов

Собянин и Патрушев осмотрели выставочный комплекс «Тимирязев Центр»

Сергей Собянин: За лето парки Москвы приняли 73,5 миллиона гостей

Собянин посетил роботизированный завод по производству крупногабаритных жилых модулей


Главный KPI цифровой трансформации бизнес-процессов — в людях

45 электробусных маршрутов появилось в столице с начала 2024 года

К ноябрю в Катунском заповеднике начнет работу музей меда

К ноябрю в Катунском заповеднике начнет работу музей меда


Путин и Пашинян договорились о совместной охране границы Армении с 2025 года

В Москве мигрант домогался 11-летней девочки, гулявшей с собакой

The Rio Times: поставки ракет П-800 «Оникс» хуситам могут многое поменять для Запада

Собянин и Патрушев открыли новый выставочный комплекс «Тимирязев центр»


В Поморье более 4000 человек посетили мероприятия акции «День краеведческих знаний»

Архангельск станет одной из площадок Всероссийского марафона «Знание. Первые»

Творческие коллективы со всей России выступили на фестивале в Павловском Посаде

Выпивший архангелогородец напал с ножом на своего гостя


Вечер любимого актера «Я другой планеты свет»

Безногий дрессировщик хищников

Главное за день: 5 октября

Литературно-фольклорная программа «Хлебу – почтение вечное!»


В Москве мигрант домогался 11-летней девочки, гулявшей с собакой

Уакайа и сури. На «Городской ферме» ВДНХ поселились десять альпак

Алиев: для СНГ День Победы является важным фактором дальнейшего сотрудничества

9-балльные пробки сковали движение в Нижнем Новгороде 8 октября












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
WTA

Гауфф обыграла Бадосу и стала первой финалисткой турнира WTA 1000 в Пекине






Сыгравшие свадьбу на выставке «Россия» ямальцы стали родителями

Следствие побило все рекорды // За взятку в 7 миллиардов фигурант отсидит 16 лет, вернув стране на 500 миллионов больше

Еревану и Баку не о чем говорить в Москве // Что мешает помириться Армении и Азербайджану

Тендер на капремонт котельной № 14 объявили в Наро-Фоминске