УДК 60:577.29:615.37
DOI: 10.36871/vet.zoo.bio.202605114

Авторы

Николай Васильевич Пименов,
Сергей Владимирович Позябин,
Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологии – МВА имени К. И. Скрябина, Москва, Россия

Аннотация

Развитие РНК-лекарственных препаратов является одним из ключевых направлений современной биотехнологии, однако их практическая результативность в значительной степени определяется эффективностью систем доставки. В статье представлен обзор современных научных данных о системах доставки РНК-лекарственных препаратов с акцентом на факторы, определяющие их органотропность, влияние путей введения на биораспределение и функциональную доставку, а также межвидовую вариабельность взаимодействия платформ доставки с биологическими средами и иммунной системой организма. Показано, что эффективность РНК-платформ формируется в результате совокупного влияния свойств носителя, условий введения и особенностей иммунобиологической реактивности организма. Подчеркивается, что тканевое накопление носителя не может рассматриваться как самостоятельный критерий успешности платформы, поскольку не всегда сопровождается сопоставимой реализацией биологического эффекта в клетках-мишенях. Обоснована принципиальная роль пути введения как самостоятельного функционального элемента проектирования, влияющего на кинетику действия, пространственное распределение носителя и выраженность локального и системного иммунного ответа. Показано, что межвидовые различия во взаимодействии систем доставки с биологическими средами и иммунной системой ограничивают возможность прямой экстраполяции результатов, полученных на отдельных модельных системах, и требуют экспериментальной валидации платформ для конкретных видов. Сделан вывод о необходимости перехода от преимущественно эмпирического подбора рецептур к более обоснованному проектированию систем доставки РНК-лекарственных препаратов с учетом согласованной оптимизации органотропности, функциональной доставки, пути введения и иммунобиологического профиля. Полученные обобщения имеют значение для разработки, оптимизации и практического применения систем доставки РНК-лекарственных препаратов в биотехнологии.

Ключевые слова

РНК-лекарственные препараты, системы доставки, липидные наночастицы, органотропность, пути введения, биораспределение, биотехнология

Список литературы

  1. Пименов Н. В., Шашкова А. А., Круглов А. А. Современные подходы к профилактике актинобациллезной плевропневмонии свиней // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство. 2025. Т. 20. № 2. С. 300–309. DOI: 10.22363/2312-797X2025-20-2-300-309.
  2. Пулотов Ф. Х., Девришов Д. А. Сравнительная иммуногенная активность вакцины против клостридиозов животных // Ветеринария, зоотехния и биотехнология. 2019. № 3. С. 43–48. DOI: 10.26155/vet.zoo. bio.201903007.
  3. Фатахов К. Ф., Девришов Д. А., Литвинов О. Б. Исследование эффективности нового антипаразитарного препарата пролонгированного действия Липомек 2 % на основе ивермектина при сифункулятозах жвачных // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Агрономия и животноводство. 2020. Т. 15, № 1. С. 97–103. DOI: 10.22363/2312-797X-2020- 15-1-97-103.
  4. Barbero F., Russo L., Vitali M. et al. Formation of the protein corona: The interface between nanoparticles and the immune system // Seminars in Immunology. 2017. Vol. 34. Pр. 52–60. DOI: 10.1016/j. smim.2017.10.001.
  5. Boraschi D., Italiani P., Palomba R. et al. Nanoparticles and innate immunity: New perspectives on host defence // Seminars in Immunology. 2017. Vol. 34. Pр. 33–51. DOI: 10.1016/j.smim.2017.08.013.
  6. Chatterjee S., Kon E., Sharma P. et al. Endosomal escape: A bottleneck for LNP-mediated therapeutics // Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America. 2024. Vol. 121. No. 11. Art. e2307800120. DOI: 10.1073/pnas.2307800120.
  7. Cheng Q., Wei T., Farbiak L. et al. Selective organ targeting (SORT) nanoparticles for tissue-specific mRNA delivery and CRISPR-Cas gene editing // Nature Nanotechnology. 2020. Vol. 15. No. 4. Pр. 313–320. DOI: 10.1038/s41565-020-0669-6.
  8. Digiacomo L., Pozzi D., Palchetti S. et al. Impact of the protein corona on nanomaterial immune response and targeting ability // Wiley Interdisciplinary Reviews: Nanomedicine and Nanobiotechnology. 2020. Vol. 12. No. 4. Art. e1615. DOI: 10.1002/wnan.1615.
  9. Dobrovolskaia M. A., McNeil S. E. Understanding the correlation between in vitro and in vivo immunotoxicity tests for nanomedicines // Journal of Controlled Release. 2013. Vol. 172. No. 2. Pр. 456–466. DOI: 10.1016/j.jconrel.2013.05.025.
  10. Dowdy S. F. Overcoming cellular barriers for RNA therapeutics // Nature Biotechnology. 2017. Vol. 35. No. 3. Pр. 222–229. DOI: 10.1038/nbt.3802.
  11. European Medicines Agency. Comirnaty: EPAR – Public assessment report. 2020. URL: https://www.ema.europa.eu/en/documents/assessment-report/comirnaty-epar-public-assessment-report_en.pdf.
  12. Eygeris Y., Gupta M., Kim J. et al. Chemistry of lipid nanoparticles for RNA delivery // Accounts of Chemical Research. 2022. Vol. 55. No. 1. Pр. 2–12. DOI: 10.1021/acs. accounts.1c00544.
  13. Fazel F., Shoja Doost J., Raj S. et al. The mRNA vaccine platform for veterinary species // Veterinary Immunology and Immunopathology. 2024. Vol. 274. Art. 110803. DOI: 10.1016/j.vetimm.2024.110803.
  14. Hajj K. A., Whitehead K. A. Tools for translation: Non-viral materials for therapeutic mRNA delivery // Nature Reviews Materials. 2017. Vol. 2. Art. 17056. DOI: 10.1038/ natrevmats.2017.56.
  15. Hou X., Zaks T., Langer R. et al. Lipid nanoparticles for mRNA delivery // Nature Reviews Materials. 2021. Vol. 6. No. 12. Pр. 1078–1094. DOI: 10.1038/s41578-021-00358-0.
  16. Jung H. N., Lee S.-Y., Lee S. et al. Lipid nanoparticles for delivery of RNA therapeutics: Current status and the role of in vivo imaging // Theranostics. 2022. Vol. 12. No. 17. Pр. 7509–7531. DOI: 10.7150/thno.77259.
  17. Kowalski P. S., Rudra A., Miao L. et al. Delivering the messenger: Advances in technologies for therapeutic mRNA delivery // Molecular Therapy. 2019. Vol. 27, No. 4. Pр. 710–728. DOI: 10.1016/j.ymthe.2019.02.012.
  18. Lee Y., Jeong M., Park J. et al. Immunogenicity of lipid nanoparticles and its impact on the efficacy of mRNA vaccines and therapeutics // Experimental & Molecular Medicine. 2023. Vol. 55. No. 10. Pр. 2085–2096. DOI: 10.1038/s12276-023-01086-x.
  19. Palmieri V., Caracciolo G. Tuning the immune system by nanoparticle-biomolecular corona // Nanoscale Advances. 2022. Vol. 4. No. 16. Pр. 3300–3308. DOI: 10.1039/ D2NA00290F.
  20. Panico S., Capolla S., Bozzer S. et al. Biological features of nanoparticles: Protein corona formation and interaction with the immune system // Pharmaceutics. 2022. Vol. 14. No. 12. Art. 2605. DOI: 10.3390/ pharmaceutics14122605.
  21. Pardi N., Hogan M. J., Porter F. W. et al. mRNA vaccines – a new era in vaccinology // Nature Reviews Drug Discovery. 2018. Vol. 17. No. 4. Pр. 261–279. DOI: 10.1038/ nrd.2017.243.
  22. Paunovska K., Loughrey D., Dahlman J. E. Drug delivery systems for RNA therapeutics // Nature Reviews Genetics. 2022. Vol. 23. No. 5. Pр. 265–280. DOI: 10.1038/ s41576-021-00439-4.
  23. Schoenmaker L., Witzigmann D., Kulkarni J. A. et al. mRNA-lipid nanoparticle COVID-19 vaccines: Structure and stability // International Journal of Pharmaceutics. 2021. Vol. 601. Art. 120586. DOI: 10.1016/j.ijpharm.2021.120586.
  24. Swartzwelter B. J., Mayall C., Alijagic A. et al. Cross-species comparisons of nanoparticle interactions with innate immune systems: A methodological review // Nanomaterials. 2021. Vol. 11. No. 6. Art. 1528. DOI: 10.3390/nano11061528.
  25. U.S. Food and Drug Administration. ONPATTRO (patisiran) lipid complex injection, for intravenous use: Prescribing information. 2018. URL: https://www. accessdata.fda.gov/drugsatfda_docs/label/2018/210922s000lbl.pdf.
  26. Wei P.-S., Thota N., John G. et al. Enhancing RNA-lipid nanoparticle delivery: Organand cell-specificity and barcoding strategies // Journal of Controlled Release. 2024. Vol. 375. Pр. 366–388. DOI: 10.1016/j.jconrel.2024.08.030.
  27. Xu S., Zhang B., Yao J. et al. A new H9 influenza virus mRNA vaccine elicits robust protective immunity against infection // Vaccine. 2023. Vol. 41. No. 18. P. 2905– 2913. DOI: 10.1016/j.vaccine.2023.03.048.
  28. Zamboni W. C., Szebeni J., Kozlov S. V. et al. Animal models for analysis of immunological responses to nanomaterials: Challenges and considerations // Advanced Drug Delivery Reviews. 2018. Vol. 136–137. Pр. 82–96. DOI: 10.1016/j.addr.2018.09.012.