Nanoparticle characterisation method for advanced therapies
- Reference number
- ITM24-0338
- Project leader
- Agnarsson, Björn
- Start and end dates
- 260101-281231
- Amount granted
- 9 063 597 SEK
- Administrative organization
- Chalmers University of Technology
- Research area
- Life Science Technology
Summary
This project aims to improve the current practices in characterization and functional evaluation of nanoscale drug-delivery vehicles by developing label-free surface sensitive waveguide scattering microscopy (WGSM) with significantly increased sensitivity, improved multiparameter fingerprinting and enhanced throughput. By building upon and combining technologies that have been developed the applicant and coworkers, the ambition is to increase the analytical capacity and create an accessible and scalable platform to support the envisioned advancements in mRNA-LNP therapeutics for cancer treatment and beyond. The project is structured into four work-packages (WP). WP1 is focused on adopting properly-designed microfluidic channels to the scattering microscopy setup to allow measurements of binding rates of nanoparticles to functionalized sensor surfaces and possibly the number of ligand per nanoparticle. WP2 aims to study how differently polarized light interacts with nanoparticles and influences their scattering signal, which may be correlated with particle size and geometry. WP3 is focused on applying supercontinuum white-light light sources to perform single nanoparticle spectral imaging revealing information about particle size, geometry and other novel insights into the physicochemical properties and biological signatures of biological nanoparticles. WP4 aims to improve throughput and automation required to translate the method to industrial implementation.
Popular science description
Det föreslagna projektet beskriver utvecklingen av metoder för att karakterisera lipida nanopartiklar (LNP) som bärare av genetiskt material för avancerade terapier. Det fokuserar på att förbättra mRNA-baserade vacciner och utveckla bärare för behandling av idag svårbehandlade sjukdomar som cancer och autoimmuna sjukdomar. Sedan 2017 har Björn Agnarsson, som är forskningsingenjör vid Chalmers tekniska högskola, arbetat med metodutveckling inom FoRmulaEx, ett SSF-finansierat tvärvetenskapligt forskningscentrum med akademiska och industriella parter. FoRmulaEx har sedan starten främjat en tvärvetenskaplig miljö som genom nära samarbete mellan akademi och industri har lett till världsledande expertis inom LNP-baserade mRNA-terapier. Björn Agnarsson har här samarbetat med ledande forskare för att driva innovation inom nanoteknologi och utveckla bärare för nya terapier. Det föreslagna projektet syftar till att bidra med nya och förbättrade metoder vid utveckling av avancerade läkemedel. Exempelvis kan det leda till att minska användandet av djurmodeller och att stödja forskare som står inför forskningshinder på grund av bristen på standardiserade formuleringar och precis karakterisering av LNPs för läkemedelsleverans. Tekniskt kommer projektet att förbättra en prototyp av avancerad mikroskopi-teknologi (WGSM) för att öka känsligheten, förbättra bredden av mätdata och öka genomströmningen. Målet är att adressera analytiska begränsningar vid övergången från RNA-baserade vacciner till riktad cellulär leverans och etablera en generisk plattform för att bedöma samband mellan genetiskt material, struktur av bärare och funktion/aktivitet. WGSM kommer att användas för att kvantifiera ytmarkörer på LNPs, interaktionhastigheter för specifika mRNA och interaktion med målceller. Sammanfattningsvis är målet med projektet att utveckla robusta metoder med hög kapacietet för karakterisering av nanopartiklar, vilket är avgörande för att främja innovation och möjliggöra praktiska tillämpningar av nanonteknologi inom utveckling av avancerade terapier.