Придуман новый способ температурной стабилизации препаратов на основе белков

Структура нового термостабилизирующего гидрогеля напоминает сеть, в ячейках которой удерживаются молекулы белка. Высвободить молекулы можно, добавив к гидрогелю раствор сахаров. В перспективе разработка позволит транспортировать вакцины и другие биомедицинские препараты без холодовой цепи.

Гидрогель с препаратом в представлении художника.

Credit: ETH Zurich / Jonathan Zawada | Пресс-релиз

В составе большинства современных биомедицинских препаратов, в том числе вакцин, содержатся крупные молекулы, например, пептиды, ферменты, моноклональные антитела или вирусные векторы. Макромолекулярная структура определяет функции и свойства препаратов, однако она легко разрушается при воздействии высоких температур. Поэтому для транспортировки приходится организовывать дорогостоящие холодовые цепи, а это ограничивает доступность препаратов в мире.

Ученые из Швейцарии и США предложили решение этой проблемы. Они проанализировали уже существующие методы повышения термической стабильности лекарств, в том числе конъюгацию их активных веществ с другими молекулами или внесение изменений в их структуру, и разработали особую термостабилизирующую платформу.

Платформа основана на гидрогеле, состоящем из полиэтиленгликоля. К полиэтиленгликолю присоединены молекулы, образующие при взаимодействии друг с другом эфир бороновой кислоты. Эфирные кросс-сшивки в полиэтиленгликоле формируют сеть, которая удерживает молекулу препарата. При необходимости можно высвободить препарат из сети, добавив сахара, которые разрушают эфирную связь, и далее использовать полученный раствор.

Сначала исследователи протестировали новую платформу на ферментах — бета-галактозидазе, лейцинаминопептидазе и щелочной фосфатазе. Они показали, что активность ферментов, заключенных в гидрогель и нагретых до 65ºС, снижается, но остается на значимых уровнях. С помощью платформы также удалось повысить термостабильность ДНК-связывающих ферментов гиразы и топоизомеразы, которые используются в диагностике, гемагглютинина вируса гриппа, лежащего в основе белковых вакцин, и целый аденовирус типа 5.

На следующем этапе ученые подтвердили безопасность гидрогеля in vivo. У крыс, получивших компоненты гидрогеля в высоких концентрациях, не изменялись показатели крови и не было признаков повреждения органов. Однако несмотря на отсутствие токсичности, не все компоненты геля можно перенести из лаборатории в клинику. По мнению авторов, следует подобрать другие кросс-сшивающие агенты, после чего платформу можно будет использовать в комбинации с другими методами термической стабилизации. В перспективе это исключит необходимость холодовой цепи для доставки препаратов и сделает их доступными во всем мире.

Ранее мы писали о технологии хранения вирусных частиц в тонких пленках.

Источник

Marco-Dufort, B., et al. Thermal stabilization of diverse biologics using reversible hydrogels. // Science Advances Vol 8, Issue 31, Page 502. Published 5 August 2022. DOI: 10.1126/sciadv.abo050

Добавить в избранное

Вам будет интересно