Инженеры создали программируемые РНК-вакцины: испытания на мышах показали эффективность против вирусов Эбола, гриппа и паразита токсоплазмы

Инженеры MIT разработали новый тип легко настраиваемой вакцины, которую можно произвести за одну неделю, что позволяет быстро реагировать на вспышки заболеваний. Они уже создали вакцины против вируса Эбола, гриппа H1N1 и Toxoplasma gondii (родственника паразита, вызывающего малярию), которые показали 100% эффективность в тестах на мышах.

Вакцина состоит из цепочек матричной РНК (messenger RNA, mRNA), которые можно запрограммировать на производство любого вирусного, бактериального или паразитарного белка. Эти молекулы упаковываются в наночастицу для доставки РНК в клетки, где она транслируется в белки, вызывающие иммунный ответ.

Кроме инфекционных болезней, этот подход используется для создания противораковых вакцин, которые научат иммунную систему распознавать и уничтожать опухоли.

Настраиваемые вакцины

Большинство традиционных вакцин состоят из инактивированного патогена, на производство которых уходит много времени. Вакцины на основе РНК привлекательны, так как заставляют клетки хозяина производить множество копий целевого белка, что провоцирует сильный иммунный ответ.

Ключевой проблемой была безопасная и эффективная доставка РНК. Исследователи упаковали вакцины в наночастицу на основе разветвлённой молекулы — дендримера. Ему можно придать временный положительный заряд для связи с отрицательно заряженной РНК. Путём многократного сворачивания структуры дендример-РНК были получены сферические частицы диаметром около 150 нанометров, что сравнимо с размером вирусов и позволяет им проникать в клетки.

Настраивая последовательности РНК, можно создавать вакцины, производящие практически любой нужный белок. РНК также содержит инструкции для собственной амплификации, увеличивая выработку белка.

Вакцина вводится внутримышечно. Попадая в клетки, РНК производит белки, которые стимулируют иммунную систему, вызывая как Т-клеточный ответ, так и выработку антител.

В тестах на мышах однократная доза вакцины полностью защищала от заражения вирусом Эбола, гриппом H1N1 или Toxoplasma gondii.

Исследователи также считают свои вакцины безопаснее ДНК-вакцин, так как РНК не может встроиться в геном хозяина и вызвать мутации.

Быстрое развёртывание

Возможность быстро разрабатывать и производить такие вакцины особенно полезна для борьбы с гриппом, так как традиционный метод производства в куриных яйцах занимает месяцы.

Исследователи планируют создать компанию для коммерциализации технологии и разработать вакцины против вируса Зика и болезни Лайма. Они также работают над вакцинами против рака, нацеленными на гены, реактивирующиеся при немелкоклеточном раке лёгких.