Исследователи разработали новую формулу мРНК-вакцины, которая после высушивания сохраняла активность до года при комнатной температуре и более двух месяцев при 37 °C. В испытаниях на животных вакцина после длительного хранения вызывала иммунный ответ, сопоставимый со свежеприготовленной версией, что в будущем может снизить зависимость таких препаратов от холодильников и морозильников.
Работа пока не означает появления готовой вакцины, которую можно год держать на полке. Разработку испытывали на грызунах и других лабораторных животных, клинических испытаний на людях исследователи не проводили. Авторы проверяли прежде всего новый способ хранения и доставки мРНК.
Молекулы мРНК быстро разрушаются, поэтому в вакцинах их помещают внутрь липидных наночастиц. Жировая оболочка защищает генетический материал и помогает доставить его в клетки, однако сама система чувствительна к температуре. Для некоторых препаратов на основе мРНК поэтому требуется холодовая цепь, которая усложняет перевозку и хранение.
Исследователи попытались сделать липидные наночастицы устойчивее с помощью вспомогательных веществ, в том числе сахаров, солей и полимеров. Сначала специалисты проверили около 50 разрешённых к применению компонентов, а затем отобрали пять наиболее перспективных. Алгоритм на основе байесовской оптимизации подбирал их соотношения, исследователи проверяли предложенные смеси в лаборатории и возвращали результаты системе для следующего цикла.
Такой подход позволил подобрать подходящую смесь за шесть итераций примерно за месяц. До применения алгоритма специалисты несколько месяцев перебирали сочетания компонентов вручную, но не могли добиться нужной стабильности.
Готовые липидные частицы с мРНК исследователи обезвоживали с помощью вакуумной сушки. В твёрдом состоянии без воды молекулы оказались значительно устойчивее к нагреву. Формулы, построенные на липидных наночастицах, близких по составу к используемым в вакцинах Moderna и Pfizer-BioNTech, сохранили полную биологическую активность после хранения при 37 °C более двух месяцев.
Для проверки иммунного ответа исследователи поместили в частицы мРНК, кодирующую антиген SARS-CoV-2. После длительного хранения вакцину вводили животным и сравнивали результат со свежеприготовленным препаратом. Эксперименты показали сопоставимый антиген-специфический иммунный ответ.
В отдельном опыте одну из формул хранили при комнатной температуре до года. После такого хранения препарат также сохранил способность вызывать иммунный ответ у мышей, сопоставимый с контрольной мРНК-вакциной.
Авторы также поместили термостойкую вакцину в пластырь с сотнями микроскопических растворимых игл. После нанесения на кожу иглы высвобождают препарат без обычной инъекции. Испытания на животных показали иммунный ответ, сравнимый с введением жидкой вакцины в мышцу.
Исследователи считают, что метод можно приспособить не только для вакцин против COVID-19. После подбора устойчивой смеси та же липидная оболочка способна переносить другие молекулы мРНК, поэтому технология потенциально подходит для будущих вакцин и лекарственных препаратов на основе РНК. Однако сроки хранения, безопасность и эффективность каждой такой разработки придётся отдельно подтверждать в дальнейших испытаниях.