LIPION: Integrerad neutron- och röntgeninstrumentering för lipid- och joniserbara nanopartikelsystem

Forskningsprojekt, 2026 – 2031

RNA-baserade vaccin utgjorde en hörnsten i vaccinationsprogrammet för covid-19, och innebar ett genombrott som ytterligare påskyndat utvecklingen av RNA-baserade läkemedel för behandling av sjukdomar som saknar effektiva läkemedel. Orsaken till de högt ställda förväntningarna är att RNA-baserade behandlingar kan riktas mot vilken gen som helst i kroppen, och därför behandla ett stort antal sjukdomar. En hel del utveckling återstår dock innan vi har effektiva RNA-baserade behandlingar. För att lyckas bedömer man att leveranseffektiviteten måste förbättras väsentligt, från dagens ca 1% till minst 10%. RNA-baserade behandlingar utnyttjar mycket små, ca 100 nanometer, fettliknande kapslar för att leverera RNA till celler. Den dominerande flaskhalsen är dock inte cellernas upptag av nanokapslarna, vilket sker via ett nätverk av så kallade endosomer – ett cellulärt maskineri som kan liknas vid vårt mun-mag-tarm-system. Utmaningen vi står inför är att konstruera RNA-innehållande nanokapslar som effektivt kan ta sig över det membran som omgärdar endosomer och fungerar som barriär för transport av icke naturliga komponenter till cellens inre. För att öka effektiviteten krävs därför en mycket exakt förståelse för nanokapslarnas molekylära struktur, hur strukturen påverkas när de processas i endosomer, och inte minst hur de strukturella förändringarna påverkar hur nanokapslarna växelverkar med endosomernas membran när RNA-innehållet levereras till cellens inre. För att förstå dessa grundläggande biofysikaliska mekanismer kommer vi i det här projektet använda Röntgen- och neutronspridningsbaserade tekniker kombinerade med teoretisk modellering för att få detaljerad information om nanokapslarnas struktur under de betingelser som råder när de växelverkar med endosomernas membran, samt hur RNA tar sig över dessa membran - allt med förhoppningen att kunna erbjuda grundläggande kunskap till grund för nya formuleringar av RNA-baserade läkemedel med tillräcklig effektivitet.