Группа учёных из Института исследования угля Общества Макса Планка, Университета Хоккайдо и Университета Осаки обнаружила, что едва заметные различия в молекулярной структуре могут существенно влиять на эффективность препаратов на основе мРНК. Их выводы, [опубликованные](https://pubs.acs.org/doi/10.1021/jacs.5c08345) в Журнале Американского химического общества, открывают путь к созданию более безопасных и эффективных вакцин и методов лечения.
Доставка мРНК в клетки с помощью липидных наночастиц
Для доставки терапевтических нуклеиновых кислот, таких как мРНК, в клетки учёные используют липидные наночастицы (LNPs) — крошечные носители на жировой основе, которые защищают хрупкий генетический материал, позволяя ему выживать в организме и достигать целевых клеток. Ключевым компонентом этих LNPs являются ионизируемые липиды, которые помогают мРНК проникать в клетки и затем эффективно высвобождать её. Одним из таких липидов является ALC-315, который использовался в вакцине Pfizer/BioNTech COVID-19.
Роль стереохимии в эффективности и безопасности
Вакцина оказалась безопасной и высокоэффективной, но одна деталь оставалась незамеченной: ALC-315 используется в виде смеси трёх стереоизомеров — молекул, которые имеют одинаковую химическую формулу, но различаются по трёхмерному расположению, подобно левой и правой руке. Это различие имеет значение, поскольку стереоизомеры могут вести себя по-разному в биологических системах, влияя на всасывание, распределение и метаболизм лекарств.
До сих пор три изомера ALC-315 (S,S), (R,R) и мезо не изучались индивидуально в контексте эффективности LNP. В своём исследовании доктор Чандра Канта Де из Института исследования угля Общества Макса Планка и его коллеги впервые синтезировали и протестировали каждый чистый стереоизомер.
«Мы продемонстрировали, что стереохимия напрямую влияет на эффективность и безопасность LNP», — объясняет доктор Де. «В частности, мы обнаружили, что (S,S)-форма доставляет мРНК так же эффективно, как и стандартная смесь, но со значительно сниженной токсичностью».
Доктор Масуми Цудой из Университета Хоккайдо в Японии, который провёл биологический анализ изомеров ALC-315 с профессором Синьей Танакой, заявил: «Мы были бы рады, если бы результаты нашего исследования могли способствовать разработке более безопасных вакцин».
Значение для будущего
Эти выводы имеют большое значение, поскольку технология LNP быстро выходит за рамки вакцин COVID-19, находя применение в генной терапии и персонализированных вакцинах против рака. По мере развития в направлении следующего поколения терапевтических средств на основе мРНК потребность в точных, оптимизированных компонентах становится всё более важной. Исследование прокладывает путь для улучшения составов LNP, предлагая потенциал для более безопасной и эффективной доставки мРНК в широком спектре будущих терапий.
Предоставлено Обществом Макса Планка