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Página Inicial Aplicação Autoquímica Tamanho das Partículas em Formulações PEG-Nanopartículas Lipídicas no Desenvolvimento de Vacinas de RNAm

PEG-Nanopartículas Lipídicas no Desenvolvimento de Vacinas de RNAm

Soluções automatizadas e PAT in-situ para suportar a formulação de LNP

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<center>Estrutura de uma nanopartícula lipídica (LNP) contendo moléculas de mRNA para terapia vacinal COVID-19</center>
Estrutura de uma nanopartícula lipídica (LNP) contendo moléculas de mRNA para terapia vacinal COVID-19


1. Lipídios de PEG
Maior estabilidade e maior tempo de circulação

 

2. Lipídios auxiliares
Apoio estrutural

 

3. RNAm
Codificando fragmentos de proteína spike = API

 

4. Colesterol
Suporte estrutural e rigidez

 

5. Lipídios catiônicos
Estabilização do RNAm

A pandemia de COVID-19 trouxe a importância da pesquisa científica em foco enquanto os cientistas trabalhavam (e ainda trabalham) incansavelmente para desenvolver vacinas e tratamentos eficazes para combater o vírus e proteger vidas. Um avanço promissor nessa busca foi o desenvolvimento e aumento de escala de nanopartículas lipídicas para entregar vacinas de mRNA nas células. O sucesso dessa abordagem depende da estabilidade das nanopartículas lipídicas, enfatizando a importância de como os lipídios PEG são desenvolvidos.

PEG (polietilenoglicol) é um polímero sintético hidrofílico que é frequentemente usado para auxiliar a solubilidade e meia-vida circulante de terapêuticas ou vacinas, conjugando ou modificando a superfície de motivos pouco solúveis ou moléculas transportadoras como nanopartículas lipídicas. Antes do COVID-19, a maioria dos métodos de peguilação eram realizados em pequena escala sem caracterização suficiente ou controle dos parâmetros do processo que permitiriam o aumento rápido da escala do processo.  

PAT automatizado para formulação de nanopartículas lipídicas de PEG LNP para produção de mRNA

Soluções AutoChem permitem o desenvolvimento desde o protótipo até a produção em larga escala

À medida que a pandemia COVID-19 progrediu, as empresas farmacêuticas, CDMOs e CROs confiaram nas soluções da METTLER TOLEDO para acelerar o desenvolvimento de PEG-lipídios. Nossos produtos forneciam dados de alta qualidade que os químicos precisavam para entender melhor seu processo, permitindo-lhes concluir investigações mais rapidamente. Os reatores de bioprocessos e a tecnologia analítica de processo integrada (PAT) ajudaram cientistas e engenheiros a escalar da pesquisa e da dimensão clínica para a produção em larga escala, o que foi essencial durante o desenvolvimento urgente de vacinas de mRNA. 

As estações de trabalho de síntese EasyMax™ ajudaram na obtenção de dados valiosos sobre reações químicas, otimizando processos e reduzindo os tempos de desenvolvimento. O uso do ReactIR™ in-situ FTIR forneceu análise em tempo real de reações de lote e fluxo, enquanto o EasySampler™ permitiu métodos em linha automatizados e robustos para coletar amostras representativas de reações durante a experimentação noturna. ParticleTrack™ com tecnologia FBRM® e microscopia em linha EasyViewer™  foram usados para obter informações sobre o tamanho, forma e contagem de partículas. Além dessas soluções, o Data Center iC da METTLER TOLEDO foi implementado por muitos para agilizar ainda mais o processo de pesquisa por meio de melhor captura, gerenciamento e análise de dados.

O sucesso do projeto PEG-lipid foi um avanço crítico na luta contra a COVID-19, e a implantação de equipamentos de ponta e soluções de digitalização em locais de P&D preparou o terreno para uma maior colaboração. Esta parceria entre a indústria e os fornecedores de tecnologia destaca o papel crucial que a inovação pode desempenhar no avanço da investigação científica. À medida que o campo mais amplo da saúde enfrenta desafios novos e contínuos, investimentos em tecnologias semelhantes serão vitais para superá-los. A METTLER TOLEDO continua comprometida em fornecer produtos e soluções que ajudem cientistas e pesquisadores a fazer uma diferença real no mundo.

Técnicas de Processamento Downstream

Guia: Técnicas Inovadoras para Bioprocessamento Downstream

Impulsionada pela necessidade, inovação e orientação regulatória emergente, a indústria biofarmacêutica está adaptando novas técnicas de bioprocessamento downstream. Este guia discute como os cientistas estão utilizando a Tecnologia Analítica de Processo (PAT) para transformar os fluxos de trabalho diários e fazer melhorias significativas no processo downstream.  

Aplicações

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Citações e Referências

  1. Hou, X., Zaks, T., Langer, R., & Dong, Y. (2021). Nanopartículas lipídicas para liberação de RNAm. Materiais da Nature Reviews, 6(12), 1078–1094. https://doi.org/10.1038/s41578-021-00358-0
  2. Santonocito, D., Sarpietro, M. G., Carbone, C., Panico, A., Campisi, A., Siciliano, E. A., Sposito, G., Castelli, F., & Puglia, C. (2020). Curcumina contendo nanopartículas lipídicas sólidas PEGylated para administração sistêmica: um estudo preliminar. Moléculas, 25(13), 2991. https://doi.org/10.3390/molecules25132991
  3. Prabhu, S., Ortega, M. S., & Ma, C. (2005). Novas formulações à base de lipídios melhoram as características de dissolução in vitro e permeabilidade de um fármaco modelo pouco solúvel em água, o piroxicam. Revista Internacional de Farmácia, 301(1–2), 209–216. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2005.05.032

 

Mais informações

O que é PEG?

PEG (polietilenoglicol) é um polímero sintético que é comumente usado em várias indústrias, incluindo produtos farmacêuticos, cosméticos e alimentos. O PEG é uma substância hidrofílica, o que significa que é atraído pela água e se dissolve facilmente nela. Em produtos farmacêuticos, o PEG é frequentemente usado como um agente solubilizante para drogas pouco solúveis. Ele também pode ser usado para modificar as propriedades farmacocinéticas de drogas, aumentando sua meia-vida, reduzindo sua taxa de depuração e melhorando sua biodisponibilidade.

O que é um PEG-lipídio? O que é um lipídio peguilado?

PEG-lipídio, também chamado de lipídio peguilado, é um tipo de lipídio que é modificado com uma cadeia de polietilenoglicol (PEG). Essa modificação ajuda a melhorar a estabilidade das nanopartículas lipídicas, que são usadas para entregar vacinas de mRNA nas células. O PEG-lipídio atua como um escudo, impedindo que o sistema imunológico reconheça e ataque as nanopartículas antes que elas possam entregar sua carga útil. "Carga útil" refere-se à substância terapêutica ou diagnóstica transportada pelas nanopartículas. Isso é crucial para a eficácia das vacinas de mRNA, pois permite que a vacina atinja suas células-alvo e inicie uma resposta imune. Assim, desenvolver PEG-lipídio tem sido um avanço crucial na luta contra COVID-19.

O lipídio adere ao PEG?

Em geral, os lipídios não aderem ao PEG. No entanto, a interação entre lipídios e PEG pode ser influenciada por uma série de fatores, tais como o tamanho e a forma da molécula lipídica, o comprimento e o peso molecular da cadeia de PEG, a concentração e a temperatura da solução. Em alguns casos, os lipídios podem se associar ao PEG através de interações hidrofóbicas ou forças de van der Waals. No entanto, essas interações são tipicamente fracas e reversíveis e não resultam em uma quantidade significativa de adesão ou aderência entre as duas moléculas.

Por que usar lipídios PEG?

Os lipídios do PEG têm vários efeitos sobre as propriedades das nanopartículas lipídicas, como tamanho e estabilidade das partículas. Os lipídios de PEG também podem ser utilizados para anexar ligantes específicos à partícula para entrega direcionada. Ao otimizar as proporções e propriedades dos lipídios de PEG, os químicos podem potencialmente aumentar a eficácia da liberação de fármacos e superar as limitações de drogas pouco solúveis. Além disso, os lipídios de PEG são frequentemente usados como excipiente em formulações farmacêuticas, incluindo vacinas, devido à sua biocompatibilidade e capacidade de melhorar a solubilidade e estabilidade de fármacos. As vacinas Moderna e Pfizer-BioNTech COVID-19 usam PEG-lipídios como um excipiente, que é uma substância que é adicionada a uma formulação vacinal para melhorar sua estabilidade e eficácia.

Como o PEG aumenta o tempo de circulação?

O PEG (polietilenoglicol) pode aumentar o tempo de circulação de fármacos ou carreadores de fármacos, como nanopartículas lipídicas, reduzindo seu reconhecimento e eliminação pelo sistema imunológico. Especificamente, quando as moléculas de PEG estão ligadas à superfície da droga ou transportador da droga, elas formam uma camada protetora que a protege da detecção pelas células imunológicas do corpo. Isso ocorre porque o PEG é um polímero hidrofílico que não é reconhecido como estranho pelo sistema imunológico e, portanto, não está sujeito aos mesmos mecanismos de depuração que são responsáveis pela eliminação de substâncias estranhas do corpo. Este efeito protetor é por vezes referido como o "efeito furtivo" ou "PEGylation", e pode melhorar significativamente as propriedades farmacocinéticas de drogas ou transportadores de drogas, tais como nanopartículas lipídicas, aumentando o seu tempo de circulação na corrente sanguínea.