Los fosfolípidos pueden aumentar significativamente la interacción entre los LNP y la membrana endosomal

El equipo de investigación utilizó el método de detección por transferencia de energía de resonancia de Förster (FRET) para evaluar el efecto del contenido de fosfolípidos sobre la interacción entre los LNP y la membrana endosomal. Los resultados mostraron que la adición de fosfolípidos potenció de manera dependiente de la formulación la fusión con la membrana endosomal.

Los fosfolípidos mejoran la eficiencia de transfección celular in vitro de los LNP

El equipo de investigación transfirió ARNm de luciferasa a células HEK293 y Hela utilizando LNP con diferentes contenidos de fosfolípidos; mediante la medición de la intensidad media de luminiscencia se determinó la actividad de la luciferasa, lo que permitió cuantificar la evasión endosomal y la expresión tras la transfección del ARNm. Los resultados indicaron que los LNP sin fosfolípidos presentaron una baja eficiencia de transfección, mientras que esta eficiencia aumentó notablemente al incrementarse el contenido de fosfolípidos.

Figura 3 Comparación de la eficiencia de transfección de LNP con distintos contenidos de fosfolípidos en células Hela [1]

Los fosfolípidos aumentan la eficiencia de entrega de ARNm in vivo de los LNP SORT

El equipo inyectó LNP con ARNm de eritropoyetina humana y gradientes de contenido de fosfolípidos en ratones C57BL/6 de 6 a 8 semanas de edad, evaluando la eficiencia de transfección mediante la cuantificación de la cantidad de proteína secretada por las células transfectadas. Los resultados revelaron que, a medida que aumentaba el contenido de fosfolípidos en los LNP, también mejoraba la eficiencia de transfección. Cabe destacar que la proporción óptima de adición de fosfolípidos es dependiente de la formulación.

Figura 4 Comparación de la expresión tras la transfección de ARNm in vivo de LNP con distintos contenidos de fosfolípidos [1]

El contenido de fosfolípidos influye en la morfología de los LNP

El equipo de investigación empleó la microscopía electrónica criogénica para revelar visualmente cómo los fosfolípidos remodelan la nanoestructura de los LNP.

Figura 5 Imágenes de microscopía electrónica criogénica de LNP con distintos contenidos de fosfolípidos [1]

En los LNP SORT hepáticos, la acumulación de fosfolípidos induce la formación de un núcleo lipídico semiordeñado; esta estructura sobresaliente hacia el exterior podría indicar una mayor actividad de fusión de los LNP.

En los LNP SORT pulmonares, el aumento del contenido de fosfolípidos provoca una transición de una monocapa desordenada a una estructura vesicular multicapa, lo que podría afectar la exposición de los lípidos SORT en la superficie de las partículas.

En los LNP SORT esplénicos, cuando el contenido de fosfolípidos es del 0%, los bordes de las partículas son afilados e irregulares; en cambio, la incorporación de fosfolípidos hace que su morfología se vuelva más regular y esférica, fortaleciendo la estabilidad de la membrana.

Conclusión

Este estudio ha cambiado la percepción del sector sobre el papel de los fosfolípidos en los sistemas avanzados de administración de LNP. Los fosfolípidos no son solo “lípidos auxiliares” que mantienen la estabilidad estructural, sino verdaderos “timoneles moleculares” multifuncionales que regulan la cinética de fusión de la membrana de los LNP, la eficiencia de evasión endosomal, la captación celular, la morfología de la nanoestructura y, en última instancia, la especificidad de destino a órganos. Este trabajo sugiere que, al diseñar la próxima generación de LNP, los fosfolípidos deben considerarse como un parámetro clave de diseño funcional, y no como un componente estructural pasivo. Con una comprensión cada vez más profunda de las interacciones entre lípidos, las terapias basadas en LNP específicas para cada órgano, diseñadas a medida según las necesidades, pasarán rápidamente de la visión a la realidad.

Referencias:

[1]Guerrero, Erick D et al. “Investigación sobre las contribuciones funcionales de los fosfolípidos en nanopartículas lipídicas con direccionamiento selectivo a órganos.” Biomaterials vol. 326 (2026): 123671.

Lecturas adicionales

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