Исследователи Массачусетского технологического института представили новую липидную наночастицу, которая делает мРНК-вакцины в экспериментах на мышах до ста раз эффективнее по сравнению с исходной формой. Такой подход открывает путь к значительному снижению дозировок, удешевлению производства и уменьшению нагрузки на печень.
Работа опубликована в журнале Nature Nanotechnology. В ней команда Арнаба Рудры, Акаша Гупты, аспиранта Кэлана Рида и их коллег описывает новый класс ионизируемых липидов — ключевых компонентов защитной «оболочки» мРНК. Эти липиды содержат циклические фрагменты, которые улучшают доставку генетического материала в клетки, и сложноэфирные группы, ускоряющие биораспад. Как подчёркивают авторы, их структурные находки могут лечь в основу «вакцин следующего поколения».
Как работают мРНК-вакцины?
В отличие от классических вакцин, мРНК-вакцины не содержат фрагментов вирусов. Они доставляют в цитозоль клеток молекулы мРНК, которые служат инструкцией: клетка самостоятельно синтезирует нужный белок-антиген, а иммунная система учится распознавать и нейтрализовать настоящий патоген.
Чтобы мРНК не разрушалась в организме, её заключают в липидные наночастицы (LNP). Можно представить это как защитный «гидрокостюм» — только сделанный не из неопрена, а из жировых молекул. Среди пяти базовых компонентов LNP именно ионизируемые липиды определяют эффективность доставки.
Что изменили исследователи MIT?
Команда MIT создала большую библиотеку новых ионизируемых липидов, варьируя циклические структуры и комбинации сложноэфирных групп. На тестах с геном люциферазы — белка, отвечающего за биолюминесценцию — они подбирали наиболее «пробивные» формулы. Лидером стал вариант под названием AMG1541. На его основе учёные собрали серию новых наночастиц и испытали их в составе мРНК-вакцины.
Результат оказался впечатляющим: одинаковое количество вакцины на основе нового AMG1541 давало иммунный отклик, сопоставимый со стократной дозой вакцины, использующей одобренный FDA липид SM-102. Ещё один плюс — меньшие дозы значительно снижали экспрессию мРНК в печени при внутримышечном введении, а значит, уменьшалась и потенциальная гепатотоксичность.
Почему это важно?
Производство мРНК-вакцин остаётся дорогим процессом. Если удастся безопасно снизить дозировки, такие препараты могут стать доступнее для миллионов пациентов. Авторы предполагают, что усовершенствованные наночастицы подойдут для разработки вакцин против COVID-19, гриппа и других инфекций.
Есть и стратегическое преимущество. Как отмечает соавтор Кэлан Рид, разработка сезонной вакцины против гриппа традиционно начинается почти за год до вспышки. Но мРНК-подход позволяет начать производство позже — когда уже понятнее, какие штаммы будут циркулировать. Это может повысить точность «попадания» в актуальные варианты вируса и, следовательно, эффективность профилактики.
Работа MIT демонстрирует, насколько сильноможно продвинуть технологию мРНК-вакцин, оптимизировав всего один компонент — ионизируемый липид. Если результаты подтвердятся на дальнейших стадиях исследований, такие наночастицы могут стать основой нового поколения более дешёвых, более мощных и более безопасных вакцин.
