Учёные MIT создали РНК-вакцины, устойчивые к высоким температурам

РНК-вакцины, показавшие эффективность против COVID-19, сейчас разрабатывают против других заболеваний, включая рак. Однако их главное ограничение — необходимость хранения при температуре от минус 20 до минус 80 градусов Цельсия, что затрудняет доставку в регионы без холодильных установок.

Как работает новая формулировка

Учёные использовали искусственный интеллект для оптимизации состава липидных наночастиц, которые доставляют мРНК в клетки. РНК — это хрупкая молекула, поэтому её защищают с помощью этих наночастиц. Исследователи добавили различные вспомогательные вещества (сахара, соли и полимеры) к липидным наночастицам, чтобы повысить их термостабильность.

Роль алгоритма машинного обучения

Команда разработала алгоритм, который может делать предсказания на основе небольших наборов данных. По словам Миры Конаковић Луковић из лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта MIT: «Было удивительно видеть, как быстро алгоритм сошёлся на стабильной формулировке — за несколько итераций, а не за исчерпывающий поиск, который обычно требуется». Алгоритм проанализировал около 50 одобренных FDA вспомогательных веществ и предсказал оптимальные соотношения для стабилизации липидных наночастиц, подобных используемым компанией Moderna.

Результаты тестирования на животных

Исследователи упаковали COVID-19 мРНК-антигены в новые липидные наночастицы, затем высушили их вакуумной сушкой. Частицы хранили при 37 градусах Цельсия в течение двух месяцев или при комнатной температуре в течение года. Мыши, вакцинированные этими частицами даже после длительного хранения, показали иммунные ответы, эквивалентные ответам мышей, получивших вакцины с липидными наночастицами, подобными оригинальной формулировке Moderna.

Применение в микроигольчатых пластырях

Исследователи также создали твёрдые микроигольчатые пластыри, которые могут доставлять SARS-CoV-2 антиген. Такие пластыри содержат сотни заполненных вакциной микроигл, которые растворяются при нанесении на кожу. Пластыри генерировали иммунный ответ, аналогичный ответу от инъекционных РНК-вакцин.

Универсальность подхода

Команда показала, что алгоритм можно использовать для стабилизации других формулировок липидных наночастиц, включая формулировку, подобную используемой Pfizer для своей COVID-19 вакцины. Формулировка Pfizer использует те же вспомогательные вещества, что и разработанная MIT для Moderna, но в другом соотношении. После разработки термостабильной формулировки для липидной наночастицы её можно адаптировать для доставки любого типа мРНК-груза.

Что это значит

Расширение температурного диапазона хранения РНК-вакцин не только позволит более широко распространять вакцины, но и откроет возможность для новых методов доставки, таких как микроигольчатые пластыри. Исследование опубликовано в журнале Nature Biotechnology. Это данные исследования, а не медицинский совет.