Новое микрофлюидное устройство производит мРНК-нанокапсулы в сто раз быстрее
Технология мРНК, лежащая в основе некоторых вакцин от COVID-19, — впечатляющий успех. Однако ключевой проблемой для многих мРНК-терапий остаётся упаковка синтезированных последовательностей в липидные наночастицы (ЛНЧ), которые доставляют их в клетки.
Биоинженеры и медики из Пенсильванского университета разработали производственную технологию, которая может увеличить скорость микрофлюидного производства в сто раз.
Суть разработки
Исследователи создали прототип микрофлюидного устройства, содержащего 128 параллельных смесительных каналов. Каналы смешивают точное количество липидов и мРНК, создавая отдельные ЛНЧ на миниатюрной сборочной линии.
Повышенная скорость — не единственное преимущество. Более точный контроль размера наночастиц может повысить эффективность лечения. В испытаниях на мышах ЛНЧ, произведённые новым устройством, доставляли терапевтические РНК-последовательности с активностью в 4–5 раз выше, чем частицы, полученные обычными методами.
Технология VLSMI
Исследователи использовали новую микрофлюидную платформу — Very Large Scale Microfluidic Integration (VLSMI). Она позволяет разместить десятки тысяч микрофлюидных элементов на одном трёхмерно протравленном кремниево-стеклянном чипе.
Параллельные смесительные каналы и специальные проточные резисторы обеспечивают одинаковые условия потока и соотношение липидов/РНК во всех каналах. Это позволяет достичь скорости производства, необходимой для изготовления вакцин (литры в час), и получать однородные наночастицы.
Перспективы
«Эта микрофлюидная технология может сыграть ключевую роль не только в производстве текущих вакцин от COVID, но и в удовлетворении огромного спроса, поскольку технология мРНК расширяется на новые классы терапевтических средств», — говорит Майкл Митчелл, один из руководителей исследования.
Учёные подчёркивают, что вакцины от COVID — лишь начало клинического применения мРНК. Технология проложит путь для новых методов редактирования генов и заместительной терапии, что потребует беспрецедентного масштабирования производства ЛНЧ.
Исследование опубликовано в журнале Nano Letters.