Aminosäure-Supplement steigert die mRNA- und CRISPR-Therapiezustellung um bis zu das 20-Fache
Forscher am Biohub zeigen, dass die Zugabe von Methionin, Arginin und Serin zu Lipidnanopartikeln die Zustellung von mRNA- und CRISPR-Payloads deutlich verbessert. Die Effizienz stieg dabei um bis zu das 20-Fache, und die Geneditierung nahm in einer Einzeldosis von 25% auf nahezu 90% zu.
Forscher am Biohub haben entdeckt, dass die Zugabe einer einfachen Mischung aus drei gängigen Aminosäuren – Methionin, Arginin und Serin – die Effizienz von Lipidnanopartikeln (LNPs) bei der Zustellung von mRNA- und CRISPR-Geneditierungs-Payloads deutlich verbessern kann. Das Aminosäure-Supplement erhöhte die mRNA-Zustellung um bis zu das 20-Fache und steigerte die CRISPR-Geneditierung in einer Einzeldosis von 25% auf nahezu 90%, was die Perspektiven für diese aufkommenden Therapien grundlegend verändern könnte.
Die Studie wurde am 11. März 2026 in Science Translational Medicine veröffentlicht.
Die Forschenden stellten fest, dass Zellen, die unter Laborbedingungen kultiviert wurden, die die metabolische Umgebung des Körpers nachahmen, LNPs im Vergleich zu Standard-Zellkulturmedien deutlich schlechter aufnehmen. Weitere Analysen zeigten, dass bestimmte Aminosäure-Signalwege unter diesen physiologisch relevanten Bedingungen unterdrückt waren, was die Fähigkeit der Zellen beeinträchtigte, die Nanopartikel zu internalisieren.
Durch die Supplementierung der LNP-Formulierungen mit einer optimierten Mischung aus Methionin, Arginin und Serin konnte das Team die mRNA-Zustellung um das 5- bis 20-Fache erhöhen und die Effizienz der CRISPR-Geneditierung in einer Einzeldosis über mehrere Applikationswege und Zelltypen hinweg von etwa 25% auf 85–90% steigern.
Der Präsident für Bioengineering am Biohub und Leiter des Biohub, Chicago erklärte, Geneditierung und mRNA-basierte Therapien würden in der Medizin der Zukunft eine zunehmend wichtige Rolle spielen, benötigten jedoch LNPs, um Zellen zu erreichen und in sie einzudringen. Jede heute entwickelte LNP-Formulierung könne potenziell von diesem Ansatz profitieren.
Der leitende Forscher der Spatiotemporal Omics Group am Biohub merkte an, dass die Frage, warum LNPs im physiologischen Milieu des Körpers so unterschiedlich funktionieren, zu einer überraschend einfachen Antwort geführt habe, die ein breites Spektrum an mRNA- und Geneditierungs-Therapien wesentlich wirksamer machen könnte.
Geneditierung und mRNA-Therapien sind äußerst vielversprechend, doch ihr Erfolg wurde durch die Herausforderung begrenzt, diese Payloads wirksam in Zellen zu bringen. Diese Entdeckung bietet eine unkomplizierte Lösung, die eine Vielzahl von mRNA- und Geneditierungs-Behandlungen deutlich effektiver machen könnte und damit den Weg für Durchbrüche in Bereichen wie Krebs, entzündlichen Erkrankungen und genetischen Störungen ebnet.
Die Forschenden planen, den Mechanismus hinter der Fähigkeit des Aminosäure-Supplements, die LNP-Zustellung zu verbessern, weiter zu untersuchen und seine potenziellen Anwendungen in einer Reihe von mRNA- und Geneditierungs-Therapien zu erkunden.