碘-124 PET 量化 NIS 編碼 RNA 的器官特異性遞送和表達

Matthias Miederer¹ , Stefanie Pektor 1 , Isabelle Miederer 1 , Nicole Bausbacher 1 , Isabell Sofia Keil 2,

Hossam Hefesha 3 , Heinrich Haas 3 , Ugur Sahin 2,3 and Mustafa Diken 2,3

¹ Department of Nuclear Medicine, University Medical Center of Johannes Gutenberg University, Mainz, Germany

² TRON - Translational Oncology at the University Medical Center, Johannes Gutenberg University Mainz GmbH, Mainz, Germany

³ Biopharmaceutical New Technologies (BioNTech) SE, Mainz, Germany

https://doi.org/10.1186/s13550-021-00753-2

概括

由于基于脂質的納米粒子開啟了將 RNA 輸送到體內特定部位的可能性，克服了血液中快速降解的限制，因此開發基于mRNA的疫苗以預防各種傳染病以及用于癌癥免疫治療已經引起了人們越來越多的興趣。在本研究中，RNA脂質復合物納米粒是由編碼mRNA的碘化鈉轉運體（NIS）與脂質體以不同的電荷比復合而成。我們使用了兩種RNA脂質復合物系統：一種是負電荷介導主要在脾內翻譯的系統，另一種是正電荷介導主要在肺內翻譯的系統。體外表達動力學分析后，小鼠靜脈注射mRNA脂質復合物，6h后注射碘。通過PET/MRI成像研究NIS蛋白的功能性翻譯。結果顯示，與對照RNA脂質復合物（含非編碼RNA）相比，脾臟或肺中碘的攝取量迅速增加，除甲狀腺、胃和唾液腺（NIS在生理上表達）外，其他器官中的背景量最小。NIS-RNA脂質復合物具有很強的器官選擇性和高的靶向背景獲取能力，這表明小動物PET/MRI定量測定RNA的器官特異性傳遞是可行的。

nanoScan PET/MRI 結果

雌性 BALB/c 小鼠靜脈注射含有 20μg NIS RNA 的 RNA 脂質復合物。六小時后，靜脈注射 6.64±0.66MBq ¹²⁴I。注射 ¹²⁴I 3 小時后，小鼠被麻醉，并通過 nanoScan PET/MRI 在 20 分鐘內進行靜態成像。此外，每組一只動物被動態成像一小時。

l 與對照-RNA 脂質復合物相比，陰離子 NIS-RNA 脂質復合物的 PET/MRI 顯示脾臟中¹²⁴I攝取量的視覺可檢測增加。由于相鄰胃壁中的高生理 NIS 表達，這種增加僅通過 MRI 與解剖學相關性在視覺上清晰可見。在 PET 成像中，脾攝取表現為胃壁不規則，這在對照動物中未檢測到

l 由于更大的器官尺寸和沒有相鄰的生理 NIS 攝取，由陽離子 RNA 脂質復合物轉運的 NIS-RNA 的肺攝取被更清楚地描述

l 來自成像的量化放射性與體外器官中測量的攝取程度很好地匹配，顯示與對照 RNA 相比，NIS-RNA 的攝取增強以及肺或脾臟中功能性 NIS 蛋白的表達

l 在動態采集的第一個小時內，肺攝取迅速并保持較高水平

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