NANOSPRESSO: «кофемашина» для препаратов на основе липидных наночастиц

В мире 300 миллионов человек страдают от редких заболеваний, причем 70% этих болезней проявляются уже в детстве. В странах Евросоюза пациентов с такими заболеваниями 36 миллионов. Хотя каждое отдельное заболевание встречается крайне редко (не более 5 случаев на 10 000 человек по классификации EMA), существование 5000–8000 таких диагнозов создает глобальную медицинскую проблему. Прорывом в этой области орфанных заболеваний стали технологии на основе нуклеиновых кислот — от антисмысловых олигонуклеотидов и мРНК-вакцин до системы CRISPR/Cas9 для редактирования генома. Однако на пути их внедрения есть серьезные препятствия, прежде всего высокая стоимость, сложность производственных процессов и строгие регуляторные требования. В том случае, если препарат нужен лишь нескольким людям, найти решение особенно сложно. (Подробнее о проблемах разработки и производства лекарств для редких и ультраредких заболеваний на PCR.NEWS.)

Один из самых распространенных способов доставки молекул РНК в клетки — липидные наночастицы (ЛНЧ), в состав которых входят ионизированный липид, холестерин, хелперный липид и ПЭГ-липид. В производстве мРНК-вакцин компании Moderna и других подобных препаратов используется технология струйного смешивания, которая позволяет в промышленных масштабах формировать липидные наночастицы с РНК. Однако такой подход плохо подходит для производства препаратов от редких заболеваний, где требуется изготовление небольших партий. Решение предлагают авторы статьи в Frontiers in Science, разработчики устройства для продукции небольших количеств препаратов на основе нуклеиновых кислот. Проект назвали NANOSPRESSO, по аналогии с кофемашиной, которая произвела революцию в потреблении кофе.

«Нынешняя модель не работает для миллионов людей по всему миру, и мы считаем, что NANOSPRESSO восполнит этот пробел в терапии. Чтобы достичь этой цели, мы ведем активные обсуждения с регулирующими органами и разработчиками лекарств о том, как сделать это возможным для пациентов», — говорит руководитель проекта Раймонд Схиффелерс из Медцентра Университета Утрехта (Нидерланды).

Уже существуют платформенные решения, обеспечивающие точное и быстрое смешивание в малых объемах. В частности, микрофлюидные технологии, позволяющие с высокой точностью контролировать процесс смешивания жидкостей, идеально подходят для обеспечения препаратами небольших клинических исследований или создания в местах оказания медицинской помощи персонализированных препаратов для индивидуальной терапии.

Продолжая сравнение с кофемашиной, для NANOSPRESSO нужны «кофейные капсулы» — картриджи, загруженные нуклеиновой кислотой и липидами, и микрофлюидный смеситель, который приготовит препарат. Компоненты под давлением поступают в микрофлюидные каналы, где происходит их смешивание с образованием ЛНЧ заданного размера (~100 нм). Контроль скорости потока и геометрии каналов обеспечивает высочайшую точность процесса, а встроенная система очистки и стерилизующей фильтрации гарантирует качество конечного продукта.

Front in Sci (2025). DOI: 10.3389/fsci.2025.1458636

Авторы перечисляют возможные применения NANOSPRESSO, которые не ограничиваются созданием лекарств против редких генетических заболеваний. Противоопухолевые вакцины на основе мРНК по определению индивидуальны. Прибор можно использовать и для местного производства мРНК-вакцины против инфекционного заболевания, что решило бы ряд проблем, связанных с поставками и сроками годности. Ключевое преимущество NANOSPRESSO — десятикратное снижение стоимости терапии при сохранении персонализированного подхода.

В статье представлена концепция прибора, но данных по ЛНЧ, полученных в «кофемашине», пока нет. На текущий момент исследовательская команда завершает разработку функционирующих прототипов системы. Для этого необходимо решить комплекс взаимосвязанных задач: от технологической оптимизации микрофлюидных компонентов до разработки медицинских протоколов и согласования регуляторных требований. Особое внимание будет уделено вопросам безопасности и эффективности будущей клинической интеграции. Следующим ключевым этапом станут практические исследования по внедрению платформы NANOSPRESSO в систему здравоохранения, которые должны продемонстрировать ее надежность и жизнеспособность в условиях клинической практики.

Свою разработку авторы сравнивают с экстепморальными препаратами, изготовляемыми в аптеках: современные фармацевты с ее помощью могут выйти на новый уровень. С другой стороны, производство клеточных лекарственных препаратов, таких как CAR-T-клетки, проходит тот же путь. Платформа CliniMACS Prodigy от Miltenyi Biotec дает возможность производить CAR-T-клетки в месте оказания медпомощи и автоматизирует все процессы от получения и активации клеток до реинфузии их пациенту,

Предложен новый компонент липидных наночастиц для доставки РНК в клетки