Investigating Potency and Efficacy of mRNA Lipid Nanoparticle Systems and Targeting Lymph Node
mRNA Lipid Nanopartikül Sistemlerinin Etkinliği ve Etkisinin Araştırılması ve Lenf Düğümlerine Hedeflenmesi
- Tez No: 892374
- Danışmanlar: PROF. DR. YVONNE PERRIE
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Eczacılık ve Farmakoloji, Biyoteknoloji, Allerji ve İmmünoloji, Pharmacy and Pharmacology, Biotechnology, Allergy and Immunology
- Anahtar Kelimeler: Fosfolipidler, RNA-haberci, Phospholipids, RNA-messenger
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Unıversıty Of Strathclyde
- Enstitü: Yurtdışı Enstitü
- Ana Bilim Dalı: Farmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
mRNA lipid nanopartikül (LNP) bazlı aşılar COVID-19 pandemisiyle başa çıkmada önemli bir rol oynadı. LNP'lerin birincil işlevi, mRNA'yı kapsüllemek ve hedef bölgeye iletmek, sitozole salınmasını kolaylaştırmak ve böylece mRNA'dan transkripsiyona uğrayan antijene karşı bir bağışıklık tepkisi uyandırmaktır. LNP'ler ilk 2018'de siRNA'yı karaciğer hücrelerine iletmek için onaylanmasına rağmen, LNP'lerin hala endosomal kaçış, stabilite ve ekstrahepatik hedefleme gibi geliştirilmesi gereken yönleri mevcuttur. Bunun için LNP'lerin bileşenlerinin in vitro ve in vivo çalışmalarla optimize edilmesi gerekir. Bu tez, mRNA-LNP sistemlerinin etkinliğini araştırmayı amaçlamıştır. İlk çalışmada, COVID aşılarında kullanılan ALC-0315, SM-102 (iyonize edilebilir lipit olarak) ve DMG-PEG2k ve ALC-0159 (Polietilen glikol (PEG) lipitleri olarak) değerlendirilmiştir. Hem in vitro hem de in vivo çalışmalardan, SM-102 LNP'leri sonraki çalişmalar için lider formülasyon olarak seçilmiş ve kapsülleme tamponunun iyonik kuvvetinin test edilmesiyle devam edilmiştir. Bu çalışma, sitrat tamponu konsantrasyonunun da transfeksiyon verimliliğinde önemli bir rol oynadığını göstermiştir; iyonik kuvvetin 50 mM'den 300 mM'ye artırılması transfeksiyon verimliliğini olumsuz yönde etkilemiştir. Ayrıca, mikroakışkan tabanlı hızlı karıştırma yöntemi (MF) ile bir Deney Tasarımı (DoE) yaklaşımı kullanılarak süreç parametrelerinin ve bunların etkileşimlerinin, ikinci dereceden etkilerinin önemi değerlendirilmiştir. Ardından, farklı dozlarda ovalbumin (OVA) mRNA'sı kullanılarak yapılan bir in vivo çalışma ile, dişi ve erkek farelerin benzer derecede mRNA ekspresyonuna sahip olmasına rağmen, farkli derecede bağışıklık tepkisi gosterdigini ortaya koymuştur. Son çalışma ise, avidin ve biyotin arasındaki güçlü etkileşimden yararlanarak lenf düğümünü hedeflemek için biyotinlenmiş LNP'lerin kullanımına odaklanmıştır. Genel olarak, bu tez mRNA-LNP sistemlerini araştırmaya yönelik bir bakış açısı sunmuş, mRNA bazlı aşıların etkinliğini artırmak için potansiyel stratejiler ortaya koymuştur; bu da tedavi edici uygulamaların ilerletilmesi açısından büyük önem taşımaktadır.
Özet (Çeviri)
mRNA lipid nanoparticle (LNPs) based vaccines played a crucial role in dealing with the COVID-19 pandemic. The primary function of LNPs is to encapsulate and deliver mRNA to the target site, facilitating its release into the cytosol, thereby eliciting an immune response against the antigen transcribed from the mRNA. Despite LNP's first approval in 2018 for delivering siRNA to the liver cells, LNPs face challenges such as endosomal escape, stability, and extrahepatic targeting. The components of LNPs need to be optimised with in vitro and in vivo studies to address these challenges. This thesis aimed to investigate the efficiency of mRNA-LNP systems. The study evaluated ionisable lipids such as ALC-0315, SM-102, and Polyethylene glycol (PEG) lipids, including DMG-PEG2k and ALC-0159. From the in vitro and in vivo studies, SM-102 LNPs were selected as a lead formulation and moved further with testing the ionic strength of the encapsulation buffer. This study showed that the concentration of citrate buffer also had a significant role in transfection efficiency; increasing the ionic strength from 50 mM to 300 mM negatively impacted the transfection efficiency. Additionally, the efficacy of a microfluidic-based rapid mixing method (MF) was evaluated using the Design of Experiment (DoE) approach to reveal the importance of process parameter and their interactions and quadratic effects. Subsequently, an in vivo study (using ovalbumin (OVA) mRNA in varying doses) highlighted the sex-specific immune response, irrespective of the protein expression. The final study focused on using biotinylated LNPs to target the lymph node, exploiting the strong interaction between avidin and biotin. Overall, this thesis provided insight into investigating mRNA-LNP systems, demonstrating potential strategies to enhance the efficacy of mRNA-based vaccines, which is crucial for advancing therapeutic applications.
Benzer Tezler
- Akut lenfoblastik lösemide MDM2'nin farmakolojik inhibisyonunun klinik öncesi yöntemlerle araştırılması
Investigating pharmacological inhibition of MDM2 in acute lymphoblastic leukemia using preclinical methods
ŞEYDA GÜNGÖRDÜ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
BiyoteknolojiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiBiyoteknoloji Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ERHAN APTULLAHOĞLU
- Plant-mediated green synthesis and antibacterial efficacy of silver nanoparticles: A comparative study of cinnamon, hibiscus, and green tea
Bitki özütleriyle gümüş nanopartiküllerin yeşil sentezi ve antibakteriyel etkinliği: Tarçın, hibiskus ve yeşil çay üzerine karşılaştırmalı bir çalışma
EKİN DEREN GÜRTEKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULHALİM KILIÇ
- Farklı Raphanus sativus (siyah, kırmızı ve Çin) çeşitlerinin antibakteriyel ve antioksidan aktivitesi
Antibacterial and antioxidant activity of different Raphanus sativus (black, red and Chinese) varieties
ABDULMAJEED HAMEED KHALAF KHALAF
- Improving the efficiency of intrusion detection systems through advanced machine learning techniques
Gelişmiş makine öğrenimi teknikleriyle saldırı tespit sistemlerinin verimliliğinin artırılması
ZAID OMAR ABDULAZEEZ ABDULAZEEZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolBahçeşehir ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET NACİ ÜNAL
- Antenna design for breast cancer detection and machine learning approach for birth weight prediction
Meme kanseri tespiti için anten tasarımı ve doğum ağırlığı tahmini için makine öğrenmesi yaklaşımı
HALUK KIRKGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR KURT