Исследователи из Лаборатории супрамолекулярных наноматериалов и интерфейсов (SUNMIL) EPFL в сотрудничестве с учеными из Милана, Турина, Лейдена и Орегона придумали три простых и недорогих вакцины, чтобы обойти это препятствие. Используя незначительные количества наночастиц, или одобренного FDA полимера (полиэтиленгликоль), или большего количества сахарозы, они смогли стабилизировать вакцины при комнатной температуре в течение нескольких недель или, в некоторых случаях, месяцев. Их подход, который был успешно протестирован на вакцине от грызунов, опубликован в Nature Communications.
Наночастицы, полимеры и сахар
В исследовании рассматривались вирусно-векторные вакцины, наиболее распространенный тип вакцин, которые обычно действуют всего несколько дней при комнатной температуре. В этот момент вирусные компоненты вакцин теряют свою структурную целостность. «Эти компоненты колеблются по самой своей природе», — сказал Стеллаччи, глава SUNMIL — Constellium Chair. "Они объединены в стабильную форму, и низкая температура поддерживает этот баланс. Но термически индуцированные колебания в конечном итоге приводят к потере целостности вирусного вектора."Подход ученых, который заключается в стабилизации вакцин против таких колебаний с помощью простых биосовместимых добавок, дал отличные результаты.
В их первом подходе к инактивированным вирусам (главному компоненту вакцины) применяется осмотическое давление с помощью облака отрицательно заряженных наночастиц. Вирус уже подвергается внешнему осмотическому давлению из-за своего генетического материала (РНК или ДНК), который имеет высокий отрицательный заряд и удерживается внутри вируса.
Наночастицы образуют облако отрицательно заряженных объектов, которые не могут проникнуть в вирус, создавая таким образом противоосмотическое давление, которое сохраняет вирус в неприкосновенности. «Благодаря этому методу инфекционность вируса достигла периода полураспада 20 дней», — говорит Стеллаччи.
Второй подход заключается в укреплении капсида вируса, который окружает инактивированный вирус, путем добавления полимеров.
Эта добавка в основном стабилизирует вирус, замедляя его колебания за счет изменения жесткости капсида. В результате вакцина оставалась полностью неизменной в течение 20 дней с предполагаемым периодом полувыведения ~ 70 дней.
Наконец, добавление в вакцину сахарозы, обычного сахара, делает среду более вязкой и замедляет колебания. «Это немного похоже на добавление меда, когда все движения замедляются», — говорит Стеллаччи. При этом третьем подходе 85% свойств вакцины остались неизменными через 70 дней.
Тесты на вирус чикунгунья
Используя эти результаты, исследователи применили свои методы к вакцине, которая в настоящее время находится в разработке. Им удалось стабилизировать вакцину против тропического вируса чикунгунья в течение 10 дней, а затем успешно привить ею мышей. «Следующим шагом будет проведение более обширных испытаний конкретных вакцин, возможно, с объединением трех различных подходов."
Более дешевый доступ
Это исследование действительно может повлиять на усилия по увеличению охвата иммунизацией. В настоящее время в районах, где ограничено электричество и охлаждение, вакцины перемещаются из одного охлаждаемого помещения в другое, а затем доставляются получателям в холодильниках. На этот сложный процесс приходится почти 80% стоимости программ вакцинации.
И это до сих пор было серьезным препятствием.