Гідрогель забезпечив стійкість вакцини за температури 60 градусів Цельсія

Швейцарські та американські вчені розробили спосіб покращення термостійкості лікарських засобів, зокрема вакцин. Їхні досліди показали, що інкапсуляція активних речовин в гідрогель робить препарати стійкішими. Завдяки такій технології вакцина проти грипу зберігала високу ефективність навіть за температури зберігання 60 градусів Цельсія, повідомляється у журналі Science Advances.

Художнє зображення гелю, що інкапсулює вірусні частинки вакцини. Jonathan Zawada / ETH Zurich

Художнє зображення гелю, що інкапсулює вірусні частинки вакцини. Jonathan Zawada / ETH Zurich

Яка проблема з термостійкістю?

Більшість вакцин та багато ліків повинні зберігатися у холодильниках чи навіть морозильних камерах до використання, оскільки надто нестабільні за кімнатної та вищої температури. Це накладає обмеження на їх використання й доставлення у віддалені регіони, де нема можливості підтримувати постійне охолодження медикаментів. Тому є потреба у розробленні нових засобів для забезпечення термостабільності лікарських препаратів та вакцин, і дослідники з Вищої технічної школи Швейцарії та компанії Nanoly Bioscience вважають, що допомогти може гідрогель.

Чому гідрогель?

Захисний гідрогель має в основі речовину відому як поліетиленгліколь. Він слугує свого роду ізоляцією для великих білкових молекул у вакцинах та інших медикаментах, обмежуючи їхню взаємодію й агрегацію, що сприяє кращій стабільності. Щоб визволити активні молекули з гідрогелевої капсули, перед застосуванням засобу потрібно додати до нього розчинник. Ним є цукровий розчин, концентрація цукру (наприклад, глюкози або манітолу) у якому визначає швидкість розчинення гелю. Досліди показали, що у середньому гель розчиняється за годину. Випробування гелю як термостабілізатора провели спочатку з ферментом бета-галактозидазою, який використовують для усунення лактози з молока. Молекули білка витримували за температури 50 градусів Цельсія, і ті з них, що не були інкапсульовані в гідрогель, через два тижні мали активність на рівні 30 відсотків, а через чотири тижні — 0 відсотків. Натомість гідрогель зберіг активність молекул на рівні понад 90 відсотків через два тижні й 75 відсотків — через чотири тижні.

Після успішних попередніх результатів вчені випробували технологію для зберігання вакцини проти грипу. Пробувши добу за температури 60 градусів Цельсія, вакцина зберегла 90 відсотків функціональності, через три доби — залишалася на рівні понад 30 відсотків. Аденовіруси, що їх використовують як вектори у деяких вакцинах, витримали завдяки гідрогелю температуру 65 градусів Цельсія протягом доби. За температури 27 градусів Цельсія вони зберігали високу здатність інфікувати клітини ще й через місяць, тоді як незахищені гелем віруси погіршували цю здатність на три-чотири порядки за той самий час.

Що з безпечністю?

Досліди на мишах показали, що застосування гідрогелю навіть у в дозах, що перевищують терапевтичні, не спричиняє токсичного впливу на організм, зокрема не призводить до запальних процесів. Автори розрахували, що людина безпечно може вжити 15-18 грамів гелю за раз, тоді як у нормі достатньо буде використовувати менш як один грам речовини. Науковці вважають результати випробування обнадійливими, але наступні дослідження допоможуть краще оцінити доцільність використання технології для покращення термостабільності лікарських засобів.