ИИ помог создать мРНК-вакцину, выдерживающую жару до 37 °C

В Массачусетском технологическом институте разработали мРНК-вакцину, которая не боится высоких температур. Ученые использовали искусственный интеллект для подбора добавок к липидным наночастицам. После вакуумной сушки препарат сохранял активность более двух месяцев при 37 °C, а при комнатной температуре — до года. Об этом сообщает портал Togliatti24. Об этом сообщает издание Самара онлайн 24.

Руководили проектом Ана Якленец и Роберт Лангер из Института интегративных исследований рака Коха. К ним присоединились специалисты Лаборатории компьютерных наук и искусственного интеллекта MIT. Главные авторы — Джинби Тянь и Кхань Тран.

Молекулы мРНК быстро разрушаются, поэтому их прячут в липидные наночастицы. Но такая защита чувствительна к температуре, из-за чего препараты приходится замораживать. Ученые не меняли принцип доставки, а искали эксципиенты — вспомогательные вещества вроде сахаров, солей и полимеров, которые помогают наночастицам сохранять стабильность при удалении влаги и хранении в тепле.

Сначала проверили около 50 разрешенных в фармацевтике веществ и выбрали пять самых перспективных. Затем алгоритм машинного обучения предложил их соотношения. Система AGENT использует байесовскую оптимизацию и требует мало данных: несколько вариантов проверялись, результаты возвращались алгоритму для нового цикла. Оптимизация заняла шесть итераций и около месяца.

Сухое состояние достигали вакуумной сушкой. Устойчивость обеспечивается сочетанием добавок и удалением воды, а не свойствами жидкой вакцины. Для проверки в наночастицы упаковали мРНК с антигеном SARS-CoV-2. Сухой препарат растворяли и вводили животным. Формуляции, хранившиеся при 37 °C более двух месяцев, почти не теряли активность: у животных образовывались антитела и В-клеточный ответ, сопоставимый с реакцией на свежую вакцину.

Стабилизированный препарат превратили в растворимые пластыри с микроиглами. После нанесения на кожу иглы растворяются и высвобождают наночастицы. У животных этот метод дал иммунный ответ на уровне обычной внутримышечной инъекции. В препринте упоминаются эксперименты на грызунах и нечеловекообразных приматах.

Похожие решения известны давно: в 2023 году та же группа MIT показала мРНК-вакцину в микроигольном пластыре, стабильную не менее шести месяцев при комнатной температуре. Главное отличие нового подхода — алгоритм, который быстро находит стабилизирующий состав, и его применимость к наночастицам, аналогичным препаратам Moderna и Pfizer-BioNTech.

Технология может снизить зависимость мРНК-препаратов от холодовой цепи. Это важно там, где хранить вакцины в холоде сложно, а также для новых методов введения, например микроигольных пластырей.

Пока речь идет о доклинических испытаниях. Новая композиция еще не вводилась людям, а лабораторная стабильность не заменяет требований по производству, безопасности и срокам хранения. Тем не менее работа показывает, что ИИ полезен не только для создания лекарственных молекул, но и для поиска их оптимального физико-химического состава. Алгоритм направляет эксперименты к перспективным комбинациям, избегая многомесячного перебора рецептур.