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Accès ouvert déclaré 2026 preprint

A TLS11a-decorated ionizable lipid nanoparticle platform and a multilevel-validated CRISPR LDLR-knockout HepG2 model for hepatocyte-preferential mRNA delivery

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3Institutions déclarées
3Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : sa, tr, pk. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Ionizable lipid nanoparticles (LNPs) are widely used for delivery of CRISPR/Cas9 payloads to hepatocytes, but conventional hepatic uptake is strongly influenced by adsorption of apolipoprotein E and subsequent low-density lipoprotein receptor (LDLR)-mediated internalization. This dependence may limit specificity and reduce efficacy in LDLR-deficient settings. Here, we designed an aptamer-functionalized LNP platform to enable hepatocyte-selective genome editing through an LDLR-independent route and validated its performance using a genetically defined LDLR-knockout HepG2 model. Ionizable LNPs co-encapsulating Cas9 mRNA and an LDLR-targeting guide RNA were surface-decorated with the hepatocellular carcinoma-targeting TLS11a aptamer using thiol-maleimide chemistry. Comprehensive physicochemical analysis using cryo-electron microscopy, dynamic light scattering, pKa titration, UV and circular dichroism spectroscopy, X-ray photoelectron spectroscopy, and molecular beacon assays confirmed uniform nanoparticles of approximately 105 nm, preserved mRNA integrity, retained endosomal charge-switching behavior with a pKa of approximately 6.3 to 6.5, and maintained correctly folded surface-displayed TLS11a. TLS11a decoration increased Cas9 mRNA delivery to HepG2 cells from 39% to 79% Cy5-positive cells, while reducing uptake in receptor-low control cells, supporting aptamer-associated and cell-preferential delivery. In parallel, CRISPR/Cas9-mediated deletion of LDLR exon 2 generated a validated LDLR-deficient HepG2 line, confirmed at genomic, transcript, and protein levels. LDLR loss reduced LDL binding and uptake by approximately 85%, while transferrin uptake was preserved, indicating selective impairment of LDLR-dependent endocytosis. Cholesterol depletion activated the SCAP-SREBP-2 pathway and induced cholesterol biosynthesis genes. Together, these findings establish a modular aptamer-guided LNP system for targeted genome-editing delivery and a validated LDLR-null hepatocyte model for studying LDLR-dependent biology and disease.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
A TLS11a-decorated ionizable lipid nanoparticle platform and a multilevel-validated CRISPR LDLR-knockout HepG2 model for hepatocyte-preferential mRNA delivery
Date Crossref
22/07/2026
Éditeur
openRxiv
Type
posted-content

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • King Faisal Specialist Hospital & Research Centre Centre for Genomic Medicine pays non établi dans la notice
    Établissement de santé
  • Üsküdar University Department of Molecular Biology pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Aga Khan University Centre for Regenerative Medicine and Stem Cell Research pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Laboratory of Tissue/Organ Bioengineering & BioMEMS pays non établi dans la notice
    Structure de recherche

Centre for Genomic Medicine — King Faisal Specialist Hospital & Research Centre, Department of Molecular Biology — Üsküdar University et Centre for Regenerative Medicine and Stem Cell Research — Aga Khan University, avec 1 autre affiliation.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

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