Учёные из штата Пенсильвания разработали новую технологию хранения белковых лекарств и вакцин, которая может исключить необходимость их охлаждения. Открытие может значительно упростить распространение сотен жизненно важных препаратов, таких как инсулин, моноклональные антитела и вирусные вакцины.
Проблема охлаждения
Более 80% биологических препаратов и 90% вакцин требуют условий с контролируемой температурой. Это приводит к значительным затратам на поддержание холода по всей цепочке поставок. По оценкам, в 2020 году стоимость логистики холодовой цепи во всём мире составила 58 миллиардов долларов.
Новая технология
Исследователи заменили раствор на водной основе в белковых лекарствах на перфторуглеродное масло. Они протестировали пять различных белков и обнаружили, что новый раствор был столь же эффективен, как и охлаждённые версии, и не проявлял признаков токсичности.
Кроме того, раствор на масляной основе оказался естественным образом стерилен для образцов белка. Это означает, что они не могут быть заражены бактериями, грибками или вирусами, которым для роста и выживания требуется водная среда.
Как это работает?
Белки в водной среде равномерно распределяются по жидкости. В масле они менее растворимы. Чтобы решить эту проблему, команда разработала поверхностно-активное вещество — молекулу, которая покрывает поверхность белка. Это позволяет ему равномерно диспергироваться в растворе и создаёт защитную оболочку вокруг белка.
Поверхностно-активное вещество сохраняет стабильность белка даже при температуре до 100 градусов по Цельсию (кипение воды).
«Думайте об этом как о плащах для белков, — говорит руководитель исследования Скотт Медина. — Подобно тому, как плащ сохраняет вас сухим, эта защитная оболочка защищает белок от тепла и загрязнения, позволяя ему оставаться стабильным и функциональным».
Преимущества
Лекарства и вакцины на основе белка чувствительны к теплу, свету и движению. Со временем это может привести к потере их структуры и функций. Охлаждение помогает замедлить этот процесс. Новая технология может ограничить или устранить необходимость в холодовой цепи, что снизит затраты и барьеры для фармацевтических компаний.
Это также может улучшить доступ пациентов к необходимым методам лечения.
«Мы могли бы даже использовать это для тех, кто находится на поле боя, где эти методы лечения будут необходимы, но доступ к охлаждению ограничен», — говорит Медина.
Будущее
В будущем исследователи планируют продемонстрировать, что их метод работает с дополнительными белками. Они также надеются сотрудничать с фармацевтическими компаниями, чтобы стабилизировать белковые молекулы или пептиды для использования в различных лекарствах.
Новая технология может упростить распространение белковых лекарств и вакцин, сделать их более доступными и снизить затраты на их производство и логистику. Это может стать важным шагом в обеспечении доступности жизненно важных препаратов для всех пациентов.
Литература:
Atip Lawanprasert et al, Heat stable and intrinsically sterile liquid protein formulations, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-55304-9