Учёные нашли способ сделать мРНК-вакцины безопаснее и эффективнее, чем когда-либо

Учёные разработали инновационный материал для мРНК-вакцин, который способен значительно снизить риск побочных иммунных реакций. В новой работе специалисты заменили широко используемый компонент полиэтиленгликоль (PEG), известный своей распространённостью в бытовых продуктах, на совершенно другой полимер — поли(карбоксибетаин) (PCB). Этот полимер выступает в роли своеобразной "маскировки" вакцины, позволяя ей безопасно и эффективно доставлять мРНК внутрь клеток без активации защитных систем организма. Результаты проведённых тестов, опубликованных в журнале Nature Materials, свидетельствуют о том, что PCB обеспечивает стабильность препарата и не вызывает образования антител против компонентов вакцины, что существенно повышает её переносимость.

Традиционные мРНК-вакцины устроены так, что содержат лишь информационную РНК, которая несёт инструкции по синтезу вирусного белка, например, шиповидного белка коронавируса. После введения в мышцу клетки организма считывают эти инструкции, производят белок и "представляют" его иммунной системе. Это запускает выработку антител и формирует защиту от реальной инфекции. Важным преимуществом таких вакцин является то, что они не содержат живых вирусов, не могут вызвать заболевание и не влияют на генетический материал человека. Для защиты мРНК от разрушения и доставки её в клетки обычно используют липидные наночастицы — крошечные жировые пузырьки, которые не только защищают мРНК, но и помогают ей проникнуть в клетку.

Однако в составе этих наночастиц PEG — компонент, который, как выяснилось, может вызывать иммунные реакции. У многих людей уже есть антитела к PEG, поскольку он широко применяется в бытовых товарах, таких как шампуни и зубные пасты. Эти антитела способны снижать эффективность вакцин и провоцировать побочные эффекты. Исследователи из Корнеллского университета объяснили, что иммунная система человека, воспринимающая PEG как чужеродный элемент из-за его гидрофобных свойств, начинает атаковать его, что мешает стабильной работе вакцины.

Чтобы решить эту проблему, учёные обратились к цвиттерионным полимерам и выбрали поли(карбоксибетаин) — материал, обладающий способностью растворяться в воде и обеспечивать баланс между стабильностью липидных наночастиц и их способностью высвобождать мРНК внутри клеток. Такая особенность снижает вероятность запуска иммунного ответа на носитель вакцины и делает её более безопасной для применения, особенно при высоких дозах, которые необходимы, например, для онкологических вакцин.

Экспериментальные данные показали, что наночастицы с PCB значительно уменьшают выработку антител против носителя и улучшают переносимость вакцины, что открывает новые перспективы в медицине. В частности, это особенно важно при лечении онкологических заболеваний, где требуется гораздо большая доза вакцины, чем при инфекционных заболеваниях, таких как COVID-19. В таких случаях побочные эффекты от PEG могут стать серьёзной преградой, а новая система доставки способна решить эту проблему.

В будущем учёные планируют интегрировать новый полимер в клиническую практику и использовать его в разработке вакцин нового поколения, в том числе против рака. Благодаря способности наночастиц эффективно воздействовать на нужные антигены, не вызывая нежелательных иммунных реакций, открывается важный шаг к созданию более безопасных и действенных терапий, способных изменить подходы к лечению сложных заболеваний.