Le nanoparticelle lipidiche PEG nello sviluppo di vaccini a mRNA

PEG (polietilenglicole) è un polimero sintetico comunemente usato in vari settori, tra cui quello farmaceutico, cosmetico e alimentare. PEG è una sostanza idrofila, il che significa che è attratta dall'acqua e si dissolve facilmente in essa. Nei prodotti farmaceutici, PEG è spesso usato come agente solubilizzante per farmaci scarsamente solubili. Può anche essere usato per modificare le proprietà farmacocinetiche dei farmaci aumentando la loro metà durata, riducendo il loro tasso di clearance e migliorando la loro biodisponibilità.

PEG-lipid, chiamato anche lipide pegilato, è un tipo di lipide che viene modificato con una catena di polietilenglicole (PEG). Questa modifica aiuta a migliorare la stabilità delle nanoparticelle lipidiche, che vengono utilizzate per fornire vaccini a mRNA nelle cellule. Il PEG-lipide agisce come uno scudo, impedendo al sistema immunitario di riconoscere e attaccare le nanoparticelle prima che possano consegnare il loro carico utile. "carico utile" si riferisce alla sostanza terapeutica o diagnostica trasportata dalle nanoparticelle. Questo è fondamentale per l'efficacia dei vaccini a mRNA, in quanto consente al vaccino di raggiungere le sue cellule bersaglio e avviare una risposta immunitaria. Pertanto, lo sviluppo di PEG-lipid è stato un passo avanti cruciale nella lotta contro COVID-19.

In generale, i lipidi non aderiscono o si attaccano a PEG. Tuttavia, l'interazione tra lipidi e PEG può essere influenzata da una serie di fattori, come la dimensione e la forma della molecola lipidica, la lunghezza e il peso molecolare della catena PEG, la concentrazione e la temperatura della soluzione. In alcuni casi, i lipidi possono associarsi con PEG attraverso interazioni idrofobiche o forze di van der Waals. Tuttavia, queste interazioni sono tipicamente deboli e reversibili e non provocano una quantità significativa di adesione o attaccamento tra le due molecole.

I lipidi PEG hanno vari effetti sulle proprietà delle nanoparticelle lipidiche come la dimensione e la stabilità delle particelle. I lipidi PEG possono anche essere utilizzati per attaccare ligandi specifici alla particella per la consegna mirata. Ottimizzando le proporzioni e le proprietà dei lipidi PEG, i chimici possono potenzialmente migliorare l'efficacia della somministrazione del farmaco e superare i limiti dei farmaci scarsamente solubili. Inoltre, i lipidi PEG sono spesso usati come eccipiente nelle formulazioni farmaceutiche, compresi i vaccini, a causa della loro biocompatibilità e capacità di migliorare la solubilità e la stabilità dei farmaci. Entrambi i vaccini COVID-19 di Moderna e Pfizer-BioNTech utilizzano i lipidi PEG come eccipiente, che è una sostanza che viene aggiunta alla formulazione di un vaccino per migliorarne la stabilità e l'efficacia.

PEG (polietilenglicole) può aumentare il tempo di circolazione dei farmaci o dei portatori di farmaci, come le nanoparticelle lipidiche, riducendo il loro riconoscimento ed eliminazione da parte del sistema immunitario. In particolare, quando le molecole di PEG sono attaccate alla superficie del farmaco o del vettore del farmaco, formano uno strato protettivo che lo protegge dalla rilevazione dalle cellule immunitarie del corpo. Questo perché PEG è un polimero idrofilo che non è riconosciuto come estraneo dal sistema immunitario, e quindi non è soggetto agli stessi meccanismi di clearance che sono responsabili dell'eliminazione delle sostanze estranee dal corpo. Questo effetto protettivo è talvolta indicato come "effetto stealth" o "PEGilazione" e può migliorare significativamente le proprietà farmacocinetiche dei farmaci o dei portatori di farmaci, come le nanoparticelle lipidiche, aumentando il loro tempo di circolazione nel sangue.