在整个小鼠体内以单细胞分辨率进行纳米载体成像,具有深度学习
Jie Luo1,2,3,4, Muge Molbay1,2,5,6, Ying Chen1,2,3,5,7
1Institute for Intelligent Biotechnologies (iBIO), Helmholtz Center Munich, Neuherberg, Germany.
Nature biotechnology
|January 14, 2025
概括
一种新方法,单细胞精密纳米载体识别 (SCP-Nano),精确地绘制了单细胞水平上小鼠中的纳米载体生物分布. 这项技术增强了纳米载体开发的目标药物输送和安全性评估.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 纳米技术 纳米技术
- 药理学 药理学是指药理学的学科.
背景情况:
- 精确分析整个生物体中纳米载体细胞水平生物分布对于有针对性的药物输送至关重要.
- 目前的全身成像技术缺乏检测低剂量纳米载体分布的灵敏度.
研究的目的:
- 开发一个集成的实验和深度学习管道SCP-Nano,用于高分辨率的全身纳米载体生物分布分析.
- 为了能够在单细胞水平上对纳米载体准进行敏感的量化.
主要方法:
- 开发了单细胞精密纳米载体识别 (SCP-Nano),这是一个集成的实验和深度学习管道.
- 在小鼠中应用SCP-Nano分析不同的注射路径后的脂质纳米粒子 (LNP) 分布.
- 验证了SCP-Nano在各种纳米载体类型中的通用性,包括脂质体,多重体,DNA原始体和腺相关病毒 (AAV).
主要成果:
- 在单细胞分辨率下,SCP-Nano量化了纳米载体组织分布,即使在剂量低于0.0005mg/kg的情况下也是如此.
- 证明携带SARS-CoV-2尖峰mRNA的肌肉内注射LNP到达心脏组织,导致蛋白质组变化,表明免疫激活和潜在的血管损伤.
- 揭示了一种AAV2变种在整个身体中转化了脂肪细胞.
结论:
- SCP-Nano提供了对小鼠体内纳米载体分布的敏感,全面的3D映射.
- 这项技术加速了基于纳米载体的精确和安全的治疗方法的开发.
- SCP-Nano 促进了纳米载体与组织和细胞点相互作用的详细分析.
