Наночастицы, улучшающие доставку мРНК, могут снизить дозировку и стоимость вакцин
Новая частица для доставки, разработанная в MIT, может сделать мРНК-вакцины более эффективными и потенциально снизить стоимость дозы.
В исследованиях на мышах ученые показали, что мРНК-вакцина против гриппа, доставленная с помощью их новой липидной наночастицы (LNP), может вызывать такой же иммунный ответ, как и мРНК, доставляемая наночастицами из одобренных FDA материалов, но при примерно в 100 раз меньшей дозе.
"Одна из проблем мРНК-вакцин — это стоимость", — говорит Дэниел Андерсон, профессор MIT. "Наша цель — создать наночастицы, которые обеспечат безопасный и эффективный вакцинный ответ, но при гораздо меньшей дозе".
Хотя исследователи использовали свои частицы для доставки вакцины против гриппа, их также можно применять для вакцин против COVID-19 и других инфекционных заболеваний.
Исследование опубликовано в Nature Nanotechnology.
Эффективная доставка
Для защиты мРНК в организме ее помещают внутрь липидной наночастицы (LNP). Команда MIT стремилась разработать частицы, вызывающие эффективный иммунный ответ при меньшей дозе, чем используемые сейчас для COVID-19 вакцин.
LNP обычно состоят из пяти элементов: ионизируемого липида, холестерина, вспомогательного фосфолипида, полиэтиленгликоль-липида и мРНК. В этом исследовании ученые сосредоточились на ионизируемом липиде, который играет ключевую роль в силе вакцины.
Исследователи спроектировали библиотеку новых ионизируемых липидов, содержащих циклические структуры (улучшают доставку мРНК) и эфирные группы (могут повысить биодеградируемость).
После нескольких раундов скрининга на мышах с использованием гена люциферазы была выбрана лучшая LNP — AMG1541.
Ключевые преимущества новых LNP:
- Более эффективный эндосомальный выход: новые частицы лучше выходят из клеточных компартментов (эндосом) после попадания в клетку.
- Биоразлагаемость: эфирные группы в "хвостах" делают частицы разлагаемыми после доставки груза, что может снизить побочные эффекты.
Более мощные вакцины
Для демонстрации потенциала LNP AMG1541 исследователи использовали ее для доставки мРНК-вакцины против гриппа мышам и сравнили с вакциной на основе липида SM-102 (одобрен FDA, использовался Moderna).
- Мыши, вакцинированные новыми частицами, выработали такой же уровень антител, как и мыши, вакцинированные частицей SM-102, но для этого потребовалась в 100 раз меньшая доза.
"Это почти стократно меньшая доза, но вы генерируете такое же количество антител... Если это подтвердится на людях, это должно значительно снизить и стоимость", — говорит Арнаб Рудра, соавтор исследования.
Дальнейшие эксперименты показали, что новые LNP:
- Лучше доставляют груз к антиген-презентирующим клеткам, которые активируют B- и T-клетки.
- С большей вероятностью накапливаются в лимфатических узлах, где больше иммунных клеток.
Использование этих частиц для доставки мРНК-вакцин против гриппа позволит производителям точнее подбирать штаммы, циркулирующие каждый сезон.
"С мРНК вы можете начать производство гораздо позже в сезоне и точнее угадать, какие штаммы будут циркулировать", — отмечает Каелан Рид.
Частицы также можно адаптировать для вакцин против COVID-19, ВИЧ или других заболеваний.
"Мы обнаружили, что они работают намного лучше, чем все, о чем сообщалось до сих пор. Поэтому для любых внутримышечных вакцин мы считаем, что наша платформа LNP может быть использована для разработки вакцин против ряда заболеваний", — говорит Акаш Гупта.