Исследования ученых могут решить проблемы с иностранными вакцинами COVID-19

Ученые Техасского университета помогут решить серьезную проблему транспортировки и хранения вакцин против COVID-19, сообщает 13 апреля научный журнал Nature Communications.

Новое исследование ученых Техасского университета в Далласе позволяет с помощью так называемого экзоскелета стабилизировать липосомы и другие липидные частицы при комнатной температуре на период до двух месяцев. Например вакцины Moderna и Pfizer / BioNTech COVID-19 используют липидные наночастицы — в основном молекулы жира — для защиты и доставки информационной РНК, которая вызывает иммунный ответ в живом организме на вирус SARS-CoV-2. Эти вакцины необходимо хранить при температуре ниже нуля во время транспортировки и до момента использования.

«Расходы на содержание этих вакцин в очень холодном состоянии с момента их производства до момента доставки — это проблема, которую необходимо решить, особенно потому, что во многих странах нет достаточной инфраструктуры для поддержания такого рода холодовой цепи», — рассказал доктор Джеремайя Гассенсмит, доцент химии, биохимии и биоинженерии в UT Dallas, автор исследования.

«Хотя мы не включали в эту работу конкретные липидные наночастицы, используемые в нынешних вакцинах против COVID-19, наши результаты — это шаг к стабилизации липидных наночастиц способом, который, насколько нам известно, никогда раньше не делался», — заявил Гассенсмит.

Доктор Гассенсмит специализируется на биоматериалах и металлоорганических каркасах, а исследования доктора Мелони, соавтора проекта — на трансмембранных переносчиках белков. Эти белки находятся внутри клеточных мембран и имеют решающее значение для перемещения множества небольших молекул.

Исследователи смешали липосомы с комбинацией двух недорогих химических веществ, ацетата цинка и метилимидазола, в буферном растворе. Очень быстро вокруг отдельных липосом начала формироваться кристаллическая матрица. Липиды взаимодействуют с цинком достаточно сильно, чтобы сформировать начальную структуру цинк-метилимидазол, которая затем растет вокруг липидной сферы и полностью покрывает ее, как экзоскелет. Этот процесс похож на биоминерализацию, при которой некоторые животные образуют раковины.

Как только биомолекулы вырастают в оболочку, они блокируются, а липиды остаются стабильными. Хотя экзоскелет очень стабилен, у него случайно оказалась ахиллесова пята.

«Оболочка растворится, если наткнется на что-то, что привлекает цинк, — рассказал Гассенсмит. — Итак, чтобы высвободить и восстановить липосомы, мы использовали хелатирующий фактор цинка, называемый ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота), который является обычной недорогой пищевой добавкой и лекарством, используемым для лечения отравления свинцом».

Для этого проекта требовались два разных типа знаний — опыт в теории о мембранных транспортных белках и большой опыт работы с металлоорганическими каркасами. Данный проект обладает большими перспективами в сфере фармакологии, биотехнологии и медицины.