Self-amplifying RNA (saRNA) is a promising biotherapeutic tool that has been used as a vaccine against both infectious diseases and cancer. saRNA has been shown to induce protein expression for up to 60 days and elicit immune responses with lower dosing than messenger RNA (mRNA). Because saRNA is a large (~9500 nt), negatively charged molecule, it requires a delivery vehicle for efficient cellular uptake and degradation protection. Lipid nanoparticles (LNPs) have been widely used for RNA formulations, where the prevailing paradigm is to encapsulate RNA within the particle, including the first FDA-approved small-interfering siRNA therapy. Here, we compared LNP formulations with cationic and ionizable lipids with saRNA either on the interior or exterior of the particle. We show that LNPs formulated with cationic lipids protect saRNA from RNAse degradation, even when it is adsorbed to the surface. Furthermore, cationic LNPs deliver saRNA equivalently to particles formulated with saRNA encapsulated in an ionizable lipid particle, both in vitro and in vivo. Finally, we show that cationic and ionizable LNP formulations induce equivalent antibodies against HIV-1 Env gp140 as a model antigen. These studies establish formulating saRNA on the surface of cationic LNPs as an alternative to the paradigm of encapsulating RNA.

中文翻译：

---

由内而外：优化脂质纳米颗粒配方以实现 saRNA 的外部络合和体内递送。

自扩增 RNA (saRNA) 是一种很有前途的生物治疗工具，已被用作针对传染病和癌症的疫苗。saRNA 已被证明可诱导长达 60 天的蛋白质表达，并以低于信使 RNA (mRNA) 的剂量引发免疫反应。因为 saRNA 是一个大的 (~9500 nt)、带负电荷的分子，它需要一种传递载体来实现有效的细胞摄取和降解保护。脂质纳米颗粒 (LNP) 已广泛用于 RNA 制剂，其中流行的范例是将 RNA 封装在颗粒内，包括 FDA 批准的第一个小干扰 siRNA 疗法。在这里，我们比较了 LNP 制剂与阳离子和可电离脂质以及颗粒内部或外部的 saRNA。我们表明，用阳离子脂质配制的 LNP 可保护 saRNA 免受 RNAse 降解，即使它被吸附到表面。此外，在体外和体内，阳离子 LNP 与用封装在可电离脂质颗粒中的 saRNA 配制的颗粒等效地递送 saRNA。最后，我们表明阳离子和可电离的 LNP 制剂可诱导针对 HIV-1 Env gp140 作为模型抗原的等效抗体。这些研究确立了在阳离子 LNP 表面配制 saRNA 作为封装 RNA 范例的替代方案。我们表明，阳离子和可电离的 LNP 制剂可诱导针对 HIV-1 Env gp140 作为模型抗原的等效抗体。这些研究确立了在阳离子 LNP 表面配制 saRNA 作为封装 RNA 范例的替代方案。我们表明，阳离子和可电离的 LNP 制剂可诱导针对 HIV-1 Env gp140 作为模型抗原的等效抗体。这些研究确立了在阳离子 LNP 表面配制 saRNA 作为封装 RNA 范例的替代方案。