Abstract Development of efficient lipid nanoparticle (LNP) vectors remains a major challenge towards broad clinical translation of RNA therapeutics. New lipids will be required, but also better understanding LNP interactions with the biological environment. Herein, we model protein corona formation on PEG-ylated DLin-MC3-DMA LNPs and identify time-dependent maturation steps that critically unlock their cellular uptake and mRNA delivery. Uptake requires active serum proteins and precedes after a significant (∼2 hours) lag-time, which we show can be eliminated by pre-incubating LNPs for 3-4 hours in serum-containing media. This indicates an important role of protein corona maturation for the pharmacokinetic effects of these LNPs. We show, using single-nanoparticle imaging, NMR diffusometry, SANS, and proteomics, that the LNPs, upon serum exposure, undergo rapid PEG-shedding (∼30 minutes), followed by a slower rearrangement of the adsorbed protein layer. The PEG-shedding coincides in time with high surface abundance of Apolipoprotein A-II, whereas the LNPs preferentially bind Apolipoprotein E when their maximum uptake-competent state is reached. Finally, we show that pre-incubation of the LNPs enables rapid uptake and allows pulse-chase video-microscopy colocalization experiments with sufficiently short pulse durations to gain improved mechanistic understanding of how intracellular trafficking events determine delivery efficacy, emphasizing early endosomes as important delivery-mediating compartments.

Abstract Designing plant protein-based aqueous lubricants can be of great potential to achieve sustainability objectives by capitalising on inherent functional groups without using synthetic chemicals; however, such a concept remains in its infancy. Here, we engineer a class of self-assembled sustainable materials by using plant-based protofilaments and their assembly within a biopolymeric hydrogel giving rise to a distinct patchy architecture. By leveraging physical interactions, this material offers superlubricity with friction coefficients of 0.004-to-0.00007 achieved under moderate-to-high (10 2 -to-10 3 kPa) contact pressures. Multiscale experimental measurements combined with molecular dynamics simulations reveal an intriguing synergistic mechanism behind such ultra-low friction - where the uncoated areas of the protofilaments glue to the surface by hydrophobic interactions, whilst the hydrogel offers the hydration lubrication. The current approach establishes a robust platform towards unlocking an untapped potential of using plant protein-based building blocks across diverse applications where achieving superlubricity and environmental sustainability are key performance indicators.

3D printing hydrogels from low molecular weight gelators (LMWGs) continues to attract notable interest, with many potential applications. One of the main issues with 3D printing is the difficulty characterising...