三价离子动力学调控技术用于制备高浓度且保质期稳定的质粒DNA/PEI颗粒

《Nature Communications》：Trivalent ions kinetic-gating for producing high-concentration and shelf-stable plasmid DNA/PEI particles

　　

摘要

可扩展且成本效益高的制造工艺仍然是病毒载体介导的基因疗法临床转化的主要障碍。目前广泛用于生产腺相关病毒（AAV）和慢病毒的转染方法使用含有多个质粒的质粒DNA（pDNA）/聚乙烯亚胺（PEI）颗粒；然而，这些颗粒必须以低浓度制备并立即使用，这限制了其可扩展性和重复性。在这里，我们提出了一种动力学调控策略：通过三价柠檬酸离子的短暂结合来减缓颗粒的聚集过程，从而调节电荷中和的动力学并延缓颗粒的形成，最终生成稳定且高浓度的pDNA/PEI颗粒。通过加入柠檬酸，我们成功防止了颗粒的聚集，并实现了在高浓度下的均匀组装，使得DNA浓度提高了十倍（达到0.2毫克/毫升），同时减少了用药剂量。该方法在各种混合条件下都具有稳定性，与标准的生产流程兼容，并且能够在不同规模下保持AAV的生产效率。这些结果为控制聚电解质组装动力学提供了一种简单且通用的方法，从而提高了病毒载体生产的可扩展性和可靠性。