MIT stabilizovao RNA vakcine za skladištenje na višim temperaturama
Inženjeri MIT-a razvili su formulaciju lipidnih nanočestica za RNA vakcine koja je, posle vakuumskog sušenja, ostala stabilna do godinu dana na sobnoj temperaturi i dva meseca na 37 °C. U eksperimentima na miševima vakcina sa antigenom za Covid-19 izazvala je imunski odgovor jednak odgovoru formulacije slične onoj koju koristi Moderna.
Optimizacija lipidnih nanočestica uz mali skup podataka
mRNA je osetljiv molekul, pa se za njenu zaštitu i ulazak u ćelije koriste lipidne nanočestice, odnosno LNP. Međutim, postojeće RNA-LNP vakcine uglavnom zahtevaju skladištenje između -20 i -80 °C, što otežava transport i dostupnost tamo gde nema infrastrukture za hladni lanac.
Tim iz Koch instituta MIT-a i Laboratorije za računarske nauke i veštačku inteligenciju, CSAIL, želeo je da poveća termičku stabilnost formulacija koje su bliske onima odobrenim za vakcine kompanija Moderna i Pfizer. Umesto promene osnovne LNP platforme, istraživači su menjali odnos pomoćnih supstanci, poput šećera, soli i polimera, koje okružuju čestice.
Najpre su procenili gotovo 50 pomoćnih supstanci odobrenih od FDA. Za merenje zaštite mRNA koristili su čestice koje ćelijama isporučuju zapis za protein firefly luciferase; količina emitovane svetlosti pokazivala je koliko je mRNA ostala funkcionalna.
Algoritam je suzio broj potrebnih eksperimenata
Odabrano je pet najperspektivnijih supstanci, a algoritam mašinskog učenja predlagao je njihove odnose za LNP čestice slične Moderninoj formulaciji. Tim je testirao po dve formulacije, rezultate vraćao u model i kroz nekoliko krugova izabrao kandidat za studije na životinjama.
Takav postupak trajao je nekoliko nedelja. Pre uvođenja algoritma, tim je mesecima proveravao kombinacije i sprovodio početni skrining, bez postizanja potpune stabilnosti. Rad je objavljen u časopisu Nature Biotechnology, a delom ga je finansirala Gates Foundation.
Potencijal za drugačiju distribuciju i primenu
Nova formulacija korišćena je i za čvrste flastere sa mikroiglicama koji isporučuju antigen SARS-CoV-2. Flasteri su kod miševa proizveli odgovor sličan onome koji daju injekcione RNA vakcine. Istraživači su pokazali i stabilizaciju LNP formulacije nalik Pfizerovoj, sa istim pomoćnim supstancama, ali drugačijim odnosom.
Rezultati su preklinički i ne predstavljaju dokaz primene kod ljudi. Ipak, za kompanije koje rade sa mRNA proizvodima važni su kao pokazatelj da optimizacija formulacije i eksperimentalni dizajn vođen algoritmom mogu uticati na zahteve skladištenja, razvoj flastera sa mikroiglicama i planiranje distribucije.