Method Article

Przepływ pracy w celu optymalizacji formułowania nanocząstek lipidowych (LNP) przy użyciu zaprojektowanych eksperymentów z procesem mieszaniny i samozwalidowanych modeli zespołowych (SVEM)

DOI:

10.3791/65200

August 18th, 2023

In This Article

Summary

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Ten protokół zapewnia podejście do optymalizacji receptur w stosunku do czynników badania mieszanego, ciągłego i kategorycznego, które minimalizuje subiektywne wybory w konstrukcji eksperymentalnego projektu. W fazie analizy stosowana jest skuteczna i łatwa w użyciu procedura modelowania dopasowania.

Abstract

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Prezentujemy podejście do optymalizacji preparatów nanocząsteczek lipidowych (LNP) w stylu Quality by Design (QbD), mające na celu zaoferowanie naukowcom przystępnego przepływu pracy. Nieodłączne ograniczenie w tych badaniach, w których proporcje molowe lipidów jonizowalnych, pomocniczych i PEG muszą sumować się do 100%, wymaga specjalistycznych metod projektowania i analizy, aby dostosować się do tego ograniczenia mieszaniny. Koncentrując się na czynnikach lipidowych i procesowych, które są powszechnie stosowane w optymalizacji projektu LNP, zapewniamy kroki, które pozwalają uniknąć wielu trudności, które tradycyjnie pojawiają się w projektowaniu i analizie eksperymentów z procesem mieszania, stosując projekty wypełniające przestrzeń i wykorzystując niedawno opracowane ramy statystyczne samozwalidowanych modeli zespołowych (SVEM). Oprócz tworzenia optymalnych receptur, przepływ pracy tworzy również graficzne podsumowania dopasowanych modeli statystycznych, które upraszczają interpretację wyników. Nowo zidentyfikowane preparaty kandydujące są oceniane za pomocą serii potwierdzających i opcjonalnie mogą być przeprowadzane w kontekście bardziej kompleksowego badania drugiej fazy.

Introduction

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Preparaty nanocząsteczek lipidowych (LNP) dla systemów dostarczania genów in vivo zazwyczaj zawierają cztery składniki lipidów z kategorii lipidów jonizowalnych, pomocniczych i PEG1,2,3. Niezależnie od tego, czy lipidy te są badane samodzielnie, czy jednocześnie z innymi czynnikami niebędącymi mieszaniną, eksperymenty dla tych preparatów wymagają projektów "mieszanin", ponieważ - biorąc pod uwagę proponowaną formułę - zwiększenie lub zmniejszenie stosunku któregokolwiek z lipidów nieuchronnie prowadzi do odpowiedniego spadku lub wzrostu sumy stosunków pozostałych trz....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Eksperyment opisany w sekcji Reprezentatywne wyniki został przeprowadzony zgodnie z Przewodnikiem do opieki i użytkowania zwierząt laboratoryjnych, a procedury zostały przeprowadzone zgodnie z wytycznymi ustalonymi przez nasz Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Użytkowania Zwierząt (IACUC). 6-8 tygodniowe samice myszy Balb/C zostały pozyskane komercyjnie. Zwierzęta otrzymywały standardową karmę i wodę ad libitum i były trzymane w standardowych warunkach z 12-godzinnymi cyklami światła/ciemności, w temperaturze 65-75 °F (~18-23 °C) przy wilgotności 40-60%.

1. Rejestrowanie celu badania, odpowiedzi i czynników

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

To podejście zostało zweryfikowane w obu szeroko klasyfikowanych typach lipidów: klasycznych lipidach podobnych do MC3 i lipidoidach (np. C12-200), zazwyczaj wywodzących się z chemii kombinatorycznej. W porównaniu z wzorcową formułą LNP opracowaną przy użyciu metody jednego czynnika na raz (OFAT), kandydujące preparaty wygenerowane w ramach naszego przepływu pracy często wykazują 4- do 5-krotną poprawę siły działania w skali logarytmicznej, jak pokazano w odczytach lucyferazy wątroby myszy w Rysunek 1.......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Nowoczesne oprogramowanie do projektowania i analizy eksperymentów z udziałem mieszanin umożliwia naukowcom ulepszanie preparatów nanocząstek lipidowych w ustrukturyzowanym przepływie pracy, który pozwala uniknąć nieefektywnych eksperymentów OFAT. Niedawno opracowane podejście do modelowania SVEM eliminuje wiele tajemniczych modyfikacji regresji i strategii redukcji modelu, które wcześniej mogły rozpraszać naukowców zbędnymi rozważaniami statystycznymi. Po zebraniu wyników ramy analizy SVEM oferują podejście, które jest .......

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Eksperymentalna strategia projektowa leżąca u podstaw tego przepływu pracy została wykorzystana w dwóch zgłoszeniach patentowych, w których jeden z autorów jest wynalazcą. Ponadto Adsurgo, LLC jest certyfikowanym Partnerem JMP. Jednak opracowanie i publikacja tego artykułu zostały podjęte bez żadnej formy zachęty finansowej, zachęty lub innych zachęt ze strony JMP.

Acknowledgements

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Jesteśmy wdzięczni redaktorowi i anonimowym recenzentom za sugestie, które poprawiły artykuł.

....

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
JMP Pro 17.1JMP Statystyczne Odkrycie LLC

References

Loading...
$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. Dolgin, E. Better lipids to power next generation of mRNA vaccines. Science. 376 (6594), 680-681 (2022).
  2. Hou, X., Zaks, T., Langer, R., Dong, Y. Lipid nanoparticles for mRNA delivery. Nature Reviews Materials. 6 (12), 1078-1094 (2021).
  3. Huang, X., et al.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Lipid Nanoparticle FormulationMixture Process ExperimentsSpace Filling DesignSelf Validated Ensemble ModelsFormulation OptimizationQuality By DesignTernary PlotsProcess FactorsCandidate Optimal FormulationsStatistical Modeling

Related Articles