Ученые Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого (СПбПУ) предложили новую разработку для создания различных вакцин против широкого спектра заболеваний.
Ученые разработали универсальный контейнер для доставки матричной РНК патогена в клетки человека для запуска выработки антител. Результаты исследования опубликованы в Pharmaceutics. Исследование проведено в рамках программы поддержки университетов «Приоритет-2030». Биохимики СПбПУ рассказали, что наилучшим способом защиты от инфекционного заболевания является перенесенный в легкой форме контакт организма с неактивным вирусом или его компонентами в процессе вакцинации. Этот способ известен еще с XVIII века, и его эффективность еще раз подтвердилась в ходе борьбы с эпидемией COVID-19.
Специалисты отметили, что в классических вакцинах содержатся не сами вирусы, а их фрагменты – уникальные участки белков. При введении их в человеческий организм начинается выработка антител, нейтрализующих действие патогена.
Однако при создании таких вакцин разработчики сталкиваются со сложными задачами. Кроме идентификации нужной последовательности РНК и ее наработки необходимо создать «контейнер», который доставит ее до места назначения в целости и облегчит процесс проникновения через клеточную мембрану, отметили ученые.
«Носитель для РНК позволит максимально эффективно использовать потенциал мРНК-вакцин и снизить количество вводимого материала. Антиген нарабатывается внутри клеток в большом количестве и с правильной структурой, что критично для формирования иммунного ответа», — рассказала доцент Высшей школы биомедицинских систем и технологий Института биомедицинских систем и биотехнологий СПбПУ Яна Забродская.
Она добавила, что на сегодняшний день одной из самых эффективных систем введения разных молекул в организм являются липосомы. Это шарики, оболочка которых состоит из липидов (жиров), а внутренняя полость заполнена водой. Строение липидов очень похоже на клеточную мембрану, что облегчает «поглощение» клеткой такой частицы вне зависимости от содержимого.
Ученые СПбПУ в составе международного исследовательского коллектива предложили оригинальный состав липосом, в которые возможно поместить самую разную по размерам и параметрам мРНК.
«Липосомы берегут РНК от ферментов, которые могут ее разрушить, и успешно доставляют генетический материал в клетки. После того как мРНК оказывается внутри клетки, на ее основе синтезируется интересующий нас белок. Нами подобран оптимальный состав липидов для наиболее эффективной доставки фрагмента нуклеиновой кислоты внутрь эукариотических клеток», — рассказала Яна Забродская.
Она добавила, что эффективность выработки белка-антигена в живых клетках была экспериментально проверена на клеточных культурах человека. Исследователям удалось оценить долю клеток, в которых белок действительно нарабатывался. Показатели оказались сравнимы с коммерчески доступными зарубежными системами доставки лекарств. Разработчики отметили, что для конструирования липосом используется оригинальный катионный липид, полученный из отечественных составляющих химиками Российского технологического университета (МИРЭА).
