Development of lipid based mRNA delivery platforms and their applications in prophylactic cancer vaccines

Abstract

Synthetic messenger RNA (mRNA) has drawn much attention since it shows great advantages over conventional plasmid DNA (pDNA). Due to its rapid induction of protein expression, mRNA vaccines are considered as an ideal alternative to protein based vaccines. In this study, new ionizable lipid formulations were developed to achieve successful in vivo delivery of mRNA for cancer vaccine applications. For this purpose, new ionizable lipid materials were synthesized and formulated with mRNA to prepare solid lipid nanoparticles (LNPs). In vivo delivery of mRNA has confirmed that LNP formulations triggered sufficient immune stimulation as well as enabled strong protein expression for prophylactic applications. Cancer prevention in mouse was evaluated and the results indicated that there were significant potential of mRNA vaccines to prevent cancer formation when formulated with LNPs.;합성 메신저 RNA (mRNA)는 전통적인 플라스미드 DNA (pDNA)보다 번역 효율이 높고, 안정성 측면에서 큰 장점을 보여주기 때문에 백신 개발에서 많은 주목을 받았다. mRNA 백신은 단백질 발현이 빠르게 유도되기 때문에 단백질 기반 백신에 대한 이상적인 대안으로 간주된다. 본 연구에서, 암 백신 적용을 위한 mRNA의 성공적인 생체 내 전달을 달성하기 위해 새로운 이온성 지질 제제를 개발하였다. 새로운 이온성 지질 물질을 합성하고 이를 이용하여 mRNA를 함유하는 고형 지질 나노 입자 (LNPs)를 제조하였다. 지질 나노 입자 제형을 이용한 생체 내 mRNA 전달은 강력한 단백질 발현을 가능하게 하고 암 예방작용이 가능할 만큼의 충분한 면역 자극을 유발한다는 것을 확인했다. 마우스에서의 암 예방을 평가한 결과, 지질 나노 입자로 mRNA를 전달함으로써 암 형성을 막을 수 있는 mRNA 백신을 개발할 수 있는 가능성이 밝혀졌다.