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Home Por aplicación AutoChem Aplicaciones Tamaño de las partículas en las formulaciones Nanopartículas Lipídicas con PEG en el Desarrollo de Vacunas ARNm

Nanopartículas Lipídicas con PEG en el Desarrollo de Vacunas ARNm

Soluciones automatizadas y PAT in situ para respaldar la formulación de PNL

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<center>Estructura de una nanopartícula lipídica (NPL) que contiene moléculas de ARNm para el tratamiento con la vacuna contra el COVID-19</center>
Estructura de una nanopartícula lipídica (NPL) que contiene moléculas de ARNm para el tratamiento con la vacuna contra el COVID-19


1. Lípidos de PEG
Mayor estabilidad y circulación más prolongada

 

2. Lípidos auxiliares
Soporte estructural

 

3. ARNm
Codificación de fragmentos de proteína espiga = API

 

4. Colesterol
Soporte estructural y rigidez

 

5. Lípidos catiónicos
Estabilización de ARNm

La pandemia de COVID-19 puso de relieve la importancia de la investigación científica puesto que la comunidad científica trabajó (y sigue trabajando) sin descanso para desarrollar vacunas y tratamientos eficaces con el objetivo de combatir el virus y salvar vidas. Un avance prometedor en esta búsqueda ha sido el desarrollo y el escalado de nanopartículas lipídicas para administrar vacunas de ARNm en las células. El éxito de este enfoque depende de la estabilidad de las nanopartículas lipídicas, enfatizando la importancia de cómo se desarrollan los lípidos con PEG.

El polietilenglicol (polietilenglicol) es un polímero sintético hidrófilo que se suele usar para ayudar a la solubilidad y la vida media circulante de terapéuticas o vacunas mediante la conjugación o modificación de la superficie de motivos poco solubles o moléculas portadoras de transporte como nanopartículas de lípidos. Antes de COVID-19, la mayoría de los métodos de pegilación se realizaban a pequeñas balanza sin suficiente caracterización o control de los parámetros del proceso que permitieran un rápido escalado del proceso.  

PAT automatizada para la formulación de nanopartículas lipídicas con PEG LNP para la producción de ARNm

Las soluciones AutoChem permiten el desarrollo desde el prototipo hasta la producción a gran escala

A medida que avanzaba la pandemia de COVID-19, las empresas farmacéuticas, las CDMO y las CRO confiaron en soluciones de METTLER TOLEDO para acelerar el desarrollo de lípidos con PEG. Nuestros productos proporcionaron datos de alta calidad que los químicos necesitaban para comprender mejor su proceso, lo que les permitió completar las investigaciones más rápidamente. Los reactores de bioprocesos y la tecnología analítica de procesos integrada (PAT) ayudaron a los científicos e ingenieros de escalado a pasar de la investigación y la producción de escala clínica a la producción a gran escala, que era esencial durante el desarrollo urgente de vacunas ARNm. 

EasyMax™ estaciones de trabajo de síntesis ayudaron a obtener datos valiosos sobre reacciones químicas, optimizar procesos y reducir los tiempos de desarrollo. El uso de FTIR in situ de ReactIR™ proporcionó análisis en tiempo real de lote y reacciones de flujo, mientras que EasySampler™ permitió métodos en línea automatizados y robustos para tomar muestras representativas de reacciones durante la experimentación nocturna. ParticleTrack™ con tecnología FBRM® y microscopía en línea EasyViewer™  se utilizaron para obtener información sobre el tamaño, la forma y el recuento de partículas. Adicional a estas soluciones, muchos implementaron METTLER TOLEDO iC Datos Centro para agilizar aún más el proceso de investigación a través de la mejora de la captura de datos, la gestión y el análisis.

El éxito del proyecto de lípidos con PEG ha supuesto un avance decisivo en la lucha contra la COVID-19, y el despliegue de soluciones de equipos y digitalización de vanguardia en las plantas de I+D ha sentado las bases para una mayor colaboración. Esta asociación entre la industria y los proveedores de tecnología destaca el papel crucial que la innovación puede desempeñar en el avance de la investigación científica. A medida que el campo más amplio de la atención médica aborda desafíos nuevos y continuos, las inversiones en tecnologías similares serán vitales para superarlos. METTLER TOLEDO mantiene su compromiso de proporcionar productos y soluciones que ayuden a los científicos e investigadores a marcar una diferencia real en el mundo.

Técnicas Procesamiento posteriores

Guía: Técnicas innovadoras de bioprocesamiento posterior

Impulsada por la necesidad, la innovación y la orientación regulatoria emergente, la industria biofarmacéutica está adaptando nuevas técnicas de bioprocesamiento en procesos posteriores. En esta guía se habla sobre cómo los científicos están usando Tecnología analítica de procesos (PAT) para transformar los flujos de trabajo diarios y lograr mejoras significativas en procesos posteriores procesos.  

Aplicaciones

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Citas y referencias

  1. Hou, X., Zaks, T., Langer, R. y Dong, Y. (2021). Nanopartículas lipídicas para la entrega de ARNm. Nature Reviews Materials, 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. y Puglia, C. (2020). Curcumina que contiene nanopartículas lipídicas sólidas PEGylated para Administración sistémico: un estudio preliminar. Moléculas, 25(13), 2991. https://doi.org/10.3390/molecules25132991
  3. Prabhu, S., Ortega, M. S. y Ma, C. (2005). Nuevas formulaciones basadas en lípidos que mejoran el disolución in vitro y las características de permeabilidad de un fármaco modelo poco soluble en agua, piroxicam. International Journal de Pharmaceutics, 301(1–2), 209–216. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2005.05.032

 

Más información

¿Qué es PEG?

El PEG (polietilenglicol) es un polímero sintético que se usa comúnmente en diversas industrias, incluidas las farmacéuticas, cosméticas y alimentarias. El PEG es una sustancia hidrófila, lo que significa que es atraída por el agua y se disuelve fácilmente en ella. Dentro productos farmacéuticos, el PEG se usa a menudo como agente solubilizante para medicamentos poco solubles. También se puede utilizar para modificar las propiedades farmacocinéticas de los fármacos mediante el aumento de su vida media, la reducción de su tasa de aclaramiento y la mejora de su biodisponibilidad.

¿Qué es un lípido con PEG? ¿Qué es un lípido pegilado?

Los lípidos con PEG, también llamados lípidos pegilados, son un tipo de lípido que se modifica con una cadena polietilenglicol (PEG). Esta modificación ayuda a mejorar la estabilidad de las nanopartículas lipídicas, que se utilizan para administrar vacunas de ARNm en las células. El lípido PEG actúa como un escudo, evitando que el sistema inmunológico reconozca y ataque las nanopartículas antes de que puedan liberar su carga. Con "carga" se hace referencia a la sustancia terapéutica o diagnóstica que transportan las nanopartículas. Esto es crucial para la efectividad de las vacunas ARNm, ya que permite que la vacuna llegue a sus células objetivo e inicie una respuesta inmune. Por lo tanto, el desarrollo de lípidos con PEG ha supuesto un avance crucial en la lucha contra el COVID-19.

¿Los lípidos se adhieren o se pegan al PEG?

Por lo general, los lípidos no se adhieren ni se pegan al PEG. Sin embargo, la interacción entre los lípidos y el PEG puede verse influenciada por una serie de factores, como el tamaño y la forma de la molécula lipídica, la longitud y el peso molecular de la cadena PEG, y la concentración y temperatura de la solución. En algunos casos, los lípidos pueden asociarse con PEG a través de interacciones hidrofóbicas o fuerzas de van der Waals. Sin embargo, estas interacciones son típicamente débiles y reversibles y no resultan en una cantidad significativa de adhesión o adherencia entre las dos moléculas.

¿Por qué usar lípidos PEG?

Los lípidos de PEG tienen varios efectos sobre las propiedades de nanopartículas lipídicas como el tamaño y la estabilidad de las partículas. Los lípidos de PEG también se pueden utilizar para unir ligandos específicos a la partícula para una administración dirigida. Al optimizar las proporciones y propiedades de los lípidos de PEG, los químicos pueden mejorar potencialmente la eficacia de la administración medicamentos y superar las limitaciones de los medicamentos poco solubles. Además, los lípidos de PEG se utilizan a menudo como excipiente en formulaciones farmacéuticas, incluidas las vacunas, debido a su biocompatibilidad y capacidad para mejorar la solubilidad y estabilidad de los fármacos. Tanto la vacuna COVID-19 de Moderna como la de Pfizer-BioNTech utilizan lípidos con PEG como excipiente, que es una sustancia que se agrega a la formulación de una vacuna para mejorar su estabilidad y efectividad.

¿Cómo aumenta el PEG el tiempo de circulación?

El PEG (polietilenglicol) puede aumentar el tiempo de circulación de fármacos o portadores de fármacos, como las nanopartículas lipídicas, al reducir su reconocimiento y eliminación por parte del sistema inmunitario. Específicamente, cuando las moléculas s PEG se unen a la superficie de la droga o portadora del medicamento, forman una capa protectora que la protege de la detección por las células inmunes cuerpo. Esto se debe a que el PEG es un polímero hidrófilo que no es reconocido como extraño por el sistema inmune y, por lo tanto, no está sujeto a los mismos mecanismos de eliminación que son responsables de eliminar sustancias extrañas del cuerpo. Este efecto protector a veces se conoce como el "efecto sigiloso" o "PEGilación", y puede mejorar significativamente las propiedades farmacocinéticas de los medicamentos o portadores de fármacos, como las nanopartículas lipídicas, al aumentar su tiempo de circulación en el torrente sanguíneo.