Ученые разработали новый материал для мРНК-вакцин, который может снизить риск побочных иммунных реакций. Исследователи заменили стандартный компонент полиэтиленгликоль (PEG) — его используют в шампунях и зубных пастах — на более безопасный полимер поли(карбоксибентаин) (PCB), «маскирующий» вакцину от защитных систем организма. Результаты тестов показали, что PCB обеспечивает стабильную доставку препарата, при этом иммунитет не начинает вырабатывать антитела против вакцины. Работа опубликована в журнале Nature Materials.
В отличие от обычных вакцин, которые содержат ослабленные или убитые вирусы, мРНК-вакцины содержат только мРНК для создания белка вируса, например шипикового белка коронавируса. После введения вакцины в мышцу клетки считывают эту инструкцию, производят белок и «показывают» его иммунной системе. Это вызывает выработку антител и обеспечивает защиту от настоящего вируса, если он попадет в организм. Такая вакцина не содержит живого вируса, не может вызвать болезнь и не влияет на ДНК человека. Чтобы мРНК не разрушалась и эффективно попадала в клетки, ее обычно помещают внутрь липидных наночастиц — маленьких жировых пузырьков, которые защищают мРНК и помогают ей проникнуть внутрь клеток. мРНК-вакцины широко применялись для борьбы с COVID-19 и показали высокую эффективность, но у некоторых людей могут возникать редкие побочные эффекты из-за компонентов наночастиц, поэтому ученые продолжают улучшать их состав.
Исследователи разработали новую систему доставки мРНК-вакцин, которая заменяет широко используемый компонент липидных наночастиц — полиэтиленгликоль (PEG) — на более безопасный материал. PEG часто вызывает иммунные реакции у части людей, поскольку у многих уже есть антитела к полиэтиленгликолю из-за его применения в бытовых товарах, таких как шампуни и зубные пасты, что снижает эффективность вакцин и может провоцировать побочные эффекты.
«Человеческое тело в основном состоит из воды, поэтому, если вы вводите в наш кровоток что-то с открытыми гидрофобными участками, например PEG, наша иммунная система говорит: "Эй, это чужеродный материал", — и вырабатывает антитела для его уничтожения», — рассказал Шаои Цзиоан из Корнеллского университета, США.
В качестве альтернативы PEG ученые решили использовать цвиттерионный полимер — поли(карбоксибетаин) (PCB), способный растворяться в воде, что улучшает доставку мРНК и снижает иммунный ответ на носитель. Цвиттер-ионы — это нейтральные молекулы, которые имеют группы, способные заряжаться положительно или отрицательно. Поли(карбоксибетаин) обеспечивает баланс между стабильностью липидных наночастиц и их способностью эффективно высвобождать мРНК внутри клеток.
Ученые синтезировали липидные наночастицы, в которых вместо PEG использовали PCB, и оценили их свойства. Результаты показали, что замена PEG на PCB значительно уменьшает выработку антител против носителя и улучшает переносимость вакцины, что особенно важно для вакцин, применяемых в высоких дозах, например при онкозаболеваниях.
«При таком вирусе, как COVID-19, вам нужна всего лишь крошечная доза вакцины, и наша иммунная система отреагирует. Но для вакцины против рака опухолевая среда подавляет иммунную систему, поэтому вам нужна гораздо более высокая доза, чтобы быть эффективной. Если у пациента возникнут незначительные проблемы из-за ПЭГ, проблема усилится при более высокой дозе», — пояснил Шаои Цзиоан.
В дальнейшем ученые планируют внедрить новый способ доставки мРНК-вакцин в клиническую практику, особенно при разработке вакцин против рака. Способность новых наночастиц эффективно воздействовать на конкретный антиген без запуска нежелательной иммунной реакции открывает новые перспективы для их применения в медицине.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
