Изображения получено оптическим микроскопом высокого разрешения. На фото видно массив пустых оснований, спрессованных из полиангидридной полимерной плёнки и запечатанных микрочастиц.
Учёные из США разработали полимерные микрочастицы, которые могут высвобождать вакцины в определённое время после инъекции, иногда даже спустя несколько месяцев, что потенциально устраняет необходимость в многократных уколах.
Стремясь повысить уровень иммунизации среди 20% детей, которые остаются незащищёнными во всём мире, Массачусетский технологический институт (MIT) разработал метод, позволяющий вводить несколько доз вакцины с помощью одной инъекции, причём каждая доза высвобождается через разные промежутки времени.
Новаторское решение, созданное под руководством Аны Якленец, доктора философии, и Роберта Лангера, доктора философии, из Института Коха Массачусетского технологического института, может помочь предотвратить 1,5 миллиона детских смертей в год от болезней, которых можно было бы избежать при правильной вакцинации.
Согласно исследованию, эти частицы смогли доставить две дозы вакцины против дифтерии, одну сразу, а вторую через две недели. Тесты на мышах показали уровень антител, сравнимый с уровнем антител у мышей, получивших две отдельные инъекции с интервалом в две недели.
Теперь команда стремится увеличить интервалы между высвобождением лекарства и считает, что эти частицы могут стать идеальным средством для доставки детских вакцин, требующих введения нескольких доз в течение нескольких месяцев, таких как вакцина против полиомиелита.
Ещё в 2018 году команда доказала, что частицы на основе PLGA, доставляющие вакцину, могут высвобождать две дозы вакцины против полиомиелита с интервалом в 25 дней. Однако один из недостатков PLGA заключался в том, что по мере постепенного разрушения частиц внутри организма они могут создавать кислую среду, которая потенциально может разрушить вакцину, которую они несут.
Под руководством Линзиксуань (Рода) Чжан, доктора философии, выпускницы факультета химического машиностроения Массачусетского технологического института, исследователи старались решить эту проблему, используя биоразлагаемый, гидрофобный полимер, известный как полиангидрид, который потенциально был способен лучше защитить вакцину.
По словам исследователей, полиангидриды постепенно разрушаются в организме, но, в отличие от других материалов, их побочные продукты почти не растворяются в воде. Это приводит к созданию более стабильной и менее кислой среды.
Изображения пустых оснований (слева) и запечатанных микрочастиц, полученные сканирующим электронным микроскопом.
Это побудило команду разработать библиотеку из 23 различных полимеров, которые затем оценили по их способности оставаться стабильными при температуре не менее 40°C. Кроме того, они оценивали, могут ли полимеры оставаться стабильными в течение всего процесса, необходимого для их превращения в микрочастицы.
Для исследования команда также разработала модель машинного обучения, чтобы изучить ключевые факторы, влияющие на то, как быстро частицы разрушаются в организме. К ним относятся тип мономеров, входящих в состав материала, соотношение мономеров, молекулярный вес полимера, а также загрузочная способность или количество вакцины, которое может поместиться в частицу.
Модель помогла им быстро оценить около 500 возможных частиц и предсказать время их высвобождения. Протестировав несколько из них в контролируемых буферных растворах, они подтвердили, что прогнозы модели были точными.
«Если мы захотим расширить это до более длительных сроков, скажем, до месяца или даже дальше, у нас определённо есть способы сделать это, например, увеличить молекулярную массу или гидрофобность полимера», — подчеркнул Чжан.
Источник: habr.com
Похожие новости:
«Слушая подкасты, ничего не узнаешь, ты должен устать, упасть без задних ног — такой должна быть встреча с образованием»
Гиперперсонализация: как сделать предложение пользователю релевантным
Уровень «цифровой зрелости» компаний в России выше, чем в среднем по миру
Российские учёные приблизились к победе над раком