Zespół naukowców z Massachusetts Institute of Technology (MIT) opracował nową cząsteczkę transportową, która może zrewolucjonizować sposób dostarczania szczepionek mRNA. Dzięki nowemu systemowi nośnikowemu o nazwie AMG1541 możliwe jest uzyskanie równie silnej odpowiedzi immunologicznej jak przy tradycyjnych szczepionkach, ale przy znacznie niższej dawce – nawet stukrotnie mniejszej. To odkrycie może istotnie wpłynąć na obniżenie kosztów produkcji szczepionek, zwiększenie ich dostępności i ograniczenie skutków ubocznych.
Z tego artykułu dowiesz się…
- Jak nowa lipidowa nanocząsteczka opracowana przez MIT może zwiększyć skuteczność szczepionek mRNA przy znacznie niższych dawkach.
- Dlaczego zmiana struktury chemicznej lipidów jonizowalnych wpływa na wydajność i biodegradowalność systemu dostarczania mRNA.
- Jakie korzyści ekonomiczne i kliniczne może przynieść redukcja dawki mRNA o 99% bez utraty odpowiedzi immunologicznej.
- Jak nowe nośniki mRNA mogą znaleźć zastosowanie w szczepionkach przeciwko grypie, COVID-19 i innym chorobom zakaźnym.
LNP – fundament szczepionek mRNA
Szczepionki oparte na mRNA wymagają odpowiedniego systemu transportowego, który pozwala na bezpieczne dostarczenie materiału genetycznego do komórek. Stosowane obecnie nanocząsteczki lipidowe (LNP) chronią mRNA przed degradacją i wspomagają jego wnikanie do komórek, gdzie jest przekształcane w białko wywołujące odpowiedź immunologiczną.
Standardowe LNP składają się z pięciu elementów: mRNA, lipidu jonizowalnego, cholesterolu, fosfolipidu pomocniczego i lipidu glikolu polietylenowego (PEG). W najnowszym badaniu naukowcy z MIT skupili się na modyfikacji lipidu jonizowalnego – kluczowego składnika decydującego o skuteczności nośnika.
Skuteczna zmiana struktury – cząsteczka AMG1541
W ramach badań, których wyniki opublikowano w Nature Nanotechnology, naukowcy stworzyli bibliotekę nowych lipidów jonizowalnych, opartych na strukturach cyklicznych oraz grupach estrowych. Celem było zwiększenie skuteczności transportu mRNA oraz poprawa biodegradowalności cząsteczek po wykonaniu zadania.
Po serii testów na myszach, w tym z użyciem genu lucyferazy (markera bioluminescencyjnego), wyłoniono cząsteczkę AMG1541 jako najbardziej obiecującą. Jej kluczową cechą jest zdolność do skuteczniejszej ucieczki z endosomów – struktur komórkowych, które mogłyby ograniczać dostarczenie mRNA do cytoplazmy. Dodatkowo, dzięki grupom estrowym, cząsteczki są szybciej degradowane i usuwane z organizmu, co może przełożyć się na niższe ryzyko działań niepożądanych.
Stukrotnie niższa dawka, ta sama odporność
Aby przetestować potencjał AMG1541, zespół zastosował ją w szczepionce mRNA przeciwko grypie. Porównano ją ze szczepionką opartą na lipidzie SM-102 – zatwierdzonym przez FDA i wykorzystywanym przez firmę Moderna w preparacie przeciwko COVID-19. Wyniki były zaskakujące:
To prawie sto razy niższa dawka, ale generuje się taką samą ilość przeciwciał, co pozwala znacząco obniżyć dawkę. Jeśli przełoży się to na ludzi, powinno to również znacząco obniżyć koszty – mówi Arnab Rudra, naukowiec wizytujący w Instytucie Kocha i współautor badania.
Dalsze badania wykazały, że cząsteczki AMG1541 skuteczniej dostarczają ładunek do komórek prezentujących antygen – kluczowych dla aktywacji odpowiedzi immunologicznej. Co więcej, nowy system transportowy ma tendencję do akumulowania się w węzłach chłonnych, co zwiększa prawdopodobieństwo kontaktu z komórkami odpornościowymi.
Nowe możliwości dla szczepień mRNA
Naukowcy podkreślają, że ich cząsteczki mogą znaleźć zastosowanie nie tylko w szczepionkach przeciwko grypie, ale także w preparatach przeciwko COVID-19, HIV czy innym chorobom zakaźnym. Dzięki możliwości redukcji dawki nawet o 99%, technologia może stać się kluczem do szybszego i tańszego dostarczania szczepionek na całym świecie.
Odkryliśmy, że działają one znacznie lepiej niż cokolwiek, co do tej pory zostało opisane. Dlatego uważamy, że w przypadku szczepionek domięśniowych nasze platformy LNP mogłyby zostać wykorzystane do opracowania szczepionek przeciwko wielu chorobom – podkreśla Akash Gupta, naukowiec z Instytutu Kocha.
Co więcej, dzięki mRNA można rozpocząć produkcję szczepionek przeciwko grypie znacznie później niż tradycyjnie, co pozwala lepiej dopasować skład szczepionki do aktualnie krążących wariantów wirusa.
Dzięki mRNA można rozpocząć produkcję znacznie później w sezonie i uzyskać dokładniejsze oszacowanie szczepów krążących w populacji, co może przyczynić się do poprawy skuteczności szczepionek przeciw grypie – tłumaczy Kaelan Reed, doktorant na MIT.
Finansowanie i dalsze kroki
Projekt badawczy został sfinansowany przez Sanofi, National Institutes of Health (NIH), Marble Center for Cancer Nanomedicine oraz National Cancer Institute w ramach grantu dla Instytutu Kocha. Zdaniem zespołu, kolejnym krokiem będzie rozpoczęcie badań przedklinicznych i translacyjnych, które przybliżą technologię AMG1541 do zastosowania u ludzi.
👉 Wyniki oraz opis badań znajdziesz pod tym linkiem: https://www.nature.com/articles/s41565-025-02044-6
Główne wnioski
- AMG1541, nowa nanocząsteczka lipidowa opracowana przez MIT, pozwala uzyskać taką samą odporność przy 1/100 standardowej dawki mRNA.
- Nowe LNP skuteczniej opuszczają endosomy, szybciej ulegają biodegradacji i gromadzą się w węzłach chłonnych, co zwiększa skuteczność szczepionki.
- Badania na myszach wykazały, że szczepionki z AMG1541 wywołują identyczną odpowiedź immunologiczną jak obecne preparaty zatwierdzone przez FDA.
- Technologia może znaleźć zastosowanie nie tylko w szczepionkach przeciw grypie, ale również w preparatach na COVID-19, HIV i inne choroby zakaźne.
Źródło:
- Massachusetts Institute of Technology
- Nature Nanotechnology
