Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

Neurological disorders affect up to 10% of Canadians, and few treatment options exist. Current understanding of disease pathogenesis suggests that protein replacement or supplementation is an attractive therapeutic approach. However, the development of protein biologics for the brain is marred by two key problems: spatial distribution across the BBB and short protein half-lives. The project will investigate the delivery of protein biologics to the brain using an in situ ‘Bioreactor’ approach. Using lipid nanoparticles encapsulating messenger RNA (LNP-mRNA), a subset of brain cells are instructed to produce and secrete therapeutic proteins continually over the lifespan of stably-modified RNA. Using LNPs that cross the BBB, this unique bioreactor approach could deliver proteins with brain-wide diffusion. This approach only requires limited cell transfection rate, has low cell-specific tropism requirements, and can be adapted to produce proteins for different indications. It therefore represents a platform-enabling translatable strategy for novel nanomedicines for a range of neurological diseases.

Les troubles neurologiques affectent jusqu’à 10 % de la population canadienne. Il existe peu d’options thérapeutiques. La compréhension actuelle de la pathogenèse de la maladie suggère que le remplacement de protéines ou la supplémentation en protéines est une approche thérapeutique attrayante. Cependant, le développement de protéines biologiques pour le cerveau est entravé par 2 problèmes majeurs : la distribution spatiale à travers la barrière hémato-encéphalique et la courte demi-vie des protéines. Le projet étudiera l’administration de protéines biologiques au cerveau en utilisant une approche in situ de type « bioréacteur ». En utilisant des nanoparticules lipidiques encapsulant l’ARN messager (LNP-ARNm), un sous-ensemble de cellules cérébrales reçoit l’instruction de produire et de sécréter des protéines thérapeutiques en permanence pendant la durée de vie de l’ARN modifié de manière stable. En utilisant des LNP qui traversent la BHE, cette approche unique de bioréacteur pourrait délivrer des protéines avec une diffusion à l’échelle du cerveau. Cette approche ne nécessite qu’un taux de transfection cellulaire limité, a de faibles exigences en matière de tropisme cellulaire spécifique et peut être adaptée pour produire des protéines pour différentes indications. Elle représente donc une plateforme permettant une stratégie transposable pour de nouveaux nanomédicaments destinés à une série de maladies neurologiques.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.