Naukowcy z Massachusetts Institute of Technology (MIT) opracowali nową nanocząsteczkę lipidową (LNP), która może poprawić skuteczność szczepionek mRNA i potencjalnie obniżyć koszt dawki. W badaniach na myszach nowy LNP z powodzeniem wytworzył odpowiedź immunologiczną porównywalną z tą osiąganą w przypadku istniejących materiałów zatwierdzonych przez FDA, ale przy około 1/100 typowej dawki.
Dlaczego to jest ważne?
Szczepionki mRNA okazały się bardzo skuteczne przeciwko chorobom takim jak COVID-19, ale ich produkcja może być kosztowna. Zmniejszenie wymaganej dawki przy zachowaniu skuteczności oferuje kilka korzyści: obniżone koszty produkcji, potencjalnie mniej skutków ubocznych i lepszą dostępność dla globalnych inicjatyw zdrowotnych.
Nauka kryjąca się za innowacjami
Obecne szczepionki mRNA są zamknięte w LNP – maleńkich, tłuszczowych kuleczkach – w celu ochrony delikatnego mRNA przed degradacją i ułatwienia jego wnikania do komórek. Cząstki te zazwyczaj składają się z pięciu kluczowych składników: lipidu ulegającego jonizacji (ważnego dla skuteczności szczepionki), cholesterolu, fosfolipidów pomocniczych, lipidów glikolu polietylenowego i mRNA. Zespół MIT skupił się na optymalizacji jonizowalnego lipidu w celu poprawy wydajności dostarczania.
Nowy projekt
Naukowcy opracowali i sprawdzili bibliotekę nowych ulegających jonizacji lipidów, w tym struktury cykliczne poprawiające dostarczanie mRNA i grupy estrowe poprawiające biodegradowalność. Po kilku rundach badań przesiewowych na myszach zidentyfikowano LNP o najlepszym działaniu, nazwany AMG1541. Jedną z kluczowych zalet AMG1541 jest jego doskonała zdolność do przezwyciężenia „wyjścia z endosomu”, krytycznego etapu, w którym LNP muszą opuścić przedziały komórkowe zwane endosomami, aby dostarczyć mRNA. Nowe cząstki ulegają również szybszej degradacji po dostarczeniu ich zawartości, co potencjalnie minimalizuje skutki uboczne.
Obiecujące wyniki testów szczepionki przeciw grypie
Aby ocenić rzeczywisty potencjał, naukowcy wykorzystali AMG1541 LNP do dostarczenia myszom szczepionki przeciw grypie opartej na mRNA. W porównaniu ze szczepionką przeciw grypie zawierającą SM-102, lipid już zatwierdzony do stosowania w szczepionkach przeciwko Covid-19 (stosowany przez firmę Moderna), nowy LNP konsekwentnie generował tę samą odpowiedź przeciwciał przy zaledwie 1/100 dawki.
Wzmocniona odpowiedź immunologiczna i potencjał szybkiego opracowania szczepionki
Dalsze badania wykazały, że nowe LNP były skuteczniejsze w dostarczaniu ładunku do komórek prezentujących antygen – ważnych komórek odpornościowych, które wykazują obce antygeny w celu aktywacji innych komórek odpornościowych (takich jak komórki B i T). Ponadto mają tendencję do gromadzenia się w węzłach chłonnych, zwiększając interakcję z układem odpornościowym. Może to prowadzić do dokładniejszego i szybszego opracowania szczepionek przeciwko grypie sezonowej, co stanowi znaczną przewagę nad tradycyjnymi harmonogramami produkcji szczepionek, które często wymagają rozpoczęcia produkcji z prawie rocznym wyprzedzeniem.
Szersze zastosowania
Naukowcy są przekonani, że te nanocząsteczki można zaadaptować do szczepionek przeciwko innym chorobom zakaźnym, w tym COVID-19, HIV i innym. “Odkryliśmy, że działały znacznie lepiej niż cokolwiek wcześniej zgłaszano. Dlatego uważamy, że w przypadku wszelkich szczepionek domięśniowych nasze platformy LNP można wykorzystać do opracowania szczepionek przeciwko wielu chorobom” – powiedział Gupta, badacz z Instytutu Kocha.
Opracowanie nowych LNP stanowi ważny krok w kierunku bardziej przystępnych cenowo i dostępnych szczepionek mRNA, torując drogę do lepszych wyników zdrowotnych na całym świecie.
