Préparez-vous à explorer le monde fascinant des nanoparticules lipidiques dans le dernier épisode d’omg OMx ! Kate Stumpo discute avec Michael Girgis de l’Université George Mason alors qu’ils perçoivent les mystères des nanoparticules lipidiques (LNP). De la recherche révolutionnaire aux applications de pointe, ils révéleront pourquoi l’étude de ces minuscules particules est cruciale pour notre avenir. Ne manquez pas cet épisode incontournable – lisez les faits saillants ou regardez-le maintenant !
Michel Girgis | Omg OMx Podcast | Ép. 3
Sommaire
Pouvez-vous nous dire en termes plus simples ce que sont les LNP et pourquoi ils sont si révolutionnaires en médecine ?
Les nanoparticules lipidiques sont comme de minuscules super-héros en médecine, résolvant de nombreux problèmes qui ont défié l’administration de médicaments pendant des années.
Ces nanoparticules sont composées de plusieurs lipides, dont un lipide ionisable essentiel, ainsi que des lipides auxiliaires comme le DSPC et le cholestérol, et des lipides PEGylés. Ces composants sont mélangés dans de l’éthanol avec la cargaison, qui peut être de l’ARN ou d’autres types de médicaments.
La création de ces particules est un processus complexe impliquant la fusion microfluidique. Tout commence par les lipides ionisables, qui sont chargés positivement et s’associent à l’ARN ou à l’ADN chargé négativement. Ensuite, les lipides auxiliaires forment la première couche, suivie de plusieurs couches pour créer la bicouche lipidique. Enfin, les micro-lipides pégylés ou polyéthylènes se répartissent pour assurer que les sections hydrophobes et hydrophiles sont à l’extérieur, ce qui aide à la dissolution.
Les nanoparticules lipidiques ont changé la donne pour délivrer des médicaments à base d’ARN et de peptides qui étaient autrefois détruits par les nucléoles ou les ARN et les ADN dans le plasma. Ces minuscules particules peuvent transporter en toute sécurité des médicaments vers la cellule ou à travers la membrane cellulaire vers le cytoplasme, surmontant ainsi bon nombre des obstacles rencontrés auparavant.
En fait, ces nanoparticules ont de nombreuses applications dans la délivrance de médicaments, de peptides et de protéines à base d’ARN et d’ADN. D’une taille d’environ 60 à 80 nanomètres, ils peuvent efficacement administrer des médicaments à diverses parties et à travers la bicouche lipidique de la membrane cellulaire, ce qui en fait un outil essentiel dans les systèmes d’administration de médicaments.
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Comment les nanoparticules lipidiques sont-elles utilisées dans des applications réelles et quel est le statut de l’approbation de la FDA pour ces médicaments ?
Les nanoparticules lipidiques ont véritablement eu un impact remarquable sur la médecine, notamment avec le développement de vaccins à ARNm par des sociétés comme Moderna et Pfizer, qui y travaillent depuis plus de 20 ans. Ces nanoparticules encapsulent l’ARNm et le délivrent aux cellules par endocytose, où des protéines sont générées, déclenchant une réponse immunitaire qui aide à renforcer l’immunité.
Le succès de ces vaccins est tout simplement incroyable, mais il n’y a pas que le COVID-19 avec lequel les nanoparticules lipidiques font la différence. Par exemple, Onpattro est un médicament qui utilise de l’ARN interférant court à l’intérieur de nanoparticules lipidiques pour traiter une maladie génétique rare. Ce n’est là qu’un exemple de la façon dont les nanoparticules lipidiques sont utilisées pour contrôler l’expression des gènes, révolutionnant la façon dont nous abordons certaines maladies.
Les nanoparticules lipidiques peuvent également délivrer des médicaments difficiles à solubiliser, comme les médicaments anticancéreux, comme l’Iclusig, et même des molécules plus petites comme la doxycycline. Lorsqu’elle est formulée en nanoparticules lipidiques, la doxycycline peut être utilisée pour traiter certains types de cancer.
De plus, Onivyde est un médicament largement utilisé dans les tumeurs solides pour administrer efficacement des médicaments anticancéreux aux tumeurs. Les applications de l’utilisation des nanoparticules lipidiques dans l’administration de médicaments sont nombreuses et nous sommes ravis de faire partie de cette révolution médicale.
Pouvez-vous nous parler d’un moment de votre carrière qui a été particulièrement excitant ou gratifiant pour vous, et comment a-t-il façonné et attisé votre curiosité ?
Le moment qui m’a changé personnellement a été lorsque j’ai contribué à identifier un biomarqueur inconnu résultant d’une exposition aux rayonnements. C’était une tâche mystérieuse et difficile car nous ne pouvions pas trouver de correspondance pour ce biomarqueur sur la base de la spécification de masse ou d’autres sources d’informations.
Cependant, après avoir travaillé pendant deux à trois mois, j’ai proposé une structure basée sur un modèle de fragmentation. J’ai présenté mes découvertes à mon superviseur et lui ai suggéré d’investir dans la synthèse de la molécule pour prouver ma théorie. Finalement, nous l’avons fait synthétiser, et quand j’ai vu les mêmes temps de fragmentation et de rétention, j’ai su que j’avais identifié un tout nouveau biomarqueur.
C’était un sentiment incroyable, soulignant à quel point la spectrométrie de masse est cruciale pour identifier et caractériser diverses molécules biologiques, nous permettant de comprendre les voies et les entités biologiques. La connaissance est le pouvoir. C’est incroyable de voir comment la connaissance peut conduire au progrès, et je crois que la spectrométrie de masse est un outil crucial pour faire progresser notre compréhension de la biologie.
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Pouvez-vous nous expliquer pourquoi la spectrométrie de masse est essentielle dans ce domaine, et quelle est votre méthode préférée pour caractériser les PNL ?
Dans le processus d’auto-assemblage des TNL, il existe de nombreux points de défaillance potentiels. Par exemple, si le tampon est inapproprié, ou si l’ARN est dégradé ou contient des impuretés, la formulation LNP peut être compromise. C’est là que la spectrométrie de masse joue un rôle crucial. En caractérisant le matériau de départ, nous pouvons identifier les impuretés présentes et comprendre leur concentration, car la FDA a des règles strictes pour caractériser les impuretés.
La dégradation des lipides est une préoccupation particulière, et il est crucial de savoir où se produit l’oxydation, que ce soit sur la tête, la queue ou la partie de connexion du lipide. La compréhension de ces informations est essentielle pour déterminer si les matériaux d’étude peuvent être utilisés dans la formulation de la LNP. De plus, la stabilité et les conditions de stockage sont également des facteurs vitaux dans le processus de formulation, en particulier pour les pays en développement dépourvus d’installations de réfrigération.
Pour répondre à toutes ces questions, nous utilisons des études de dégradation de la force pour dépister les problèmes potentiels avec le LNP et l’ARN. Divers instruments sont nécessaires pour obtenir les informations nécessaires. Dans l’ensemble, la spectrométrie de masse est un outil puissant qui aide les chercheurs à comprendre les voies biologiques et les entités impliquées dans le processus d’auto-assemblage de la PNL, faisant ainsi progresser notre compréhension de la biologie.
À propos de l’orateur
Michael Girgis, professeur adjoint au département de bioingénierie de l’Université George Mason
Michael est un chimiste organique synthétique et un spectroscopiste expérimenté Ph.D. candidat possédant une vaste expérience pratique dans la recherche au département de biochimie et de chimie du GMU.
À propos de la spectrométrie de masse Bruker Life Sciences
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