Нанокапсулы для вакцин: новая технология доставки лекарств

Исследователи разработали наночастицы, способные самособираться при комнатной температуре и доставлять РНК (зелёный цвет) в живые клетки (ядра показаны синим). Авторы: Хоссейни и др.

Учёные из Притцкеровской школы молекулярной инженерии Чикагского университета совершили прорыв, который может сделать современные биологические лекарства и вакцины более доступными. Они создали полимерные наночастицы, формирующиеся при простом изменении температуры — без агрессивных химикатов, специального оборудования и сложной обработки.

Новые наночастицы, описанные в журнале Nature Biomedical Engineering, самособираются при комнатной температуре в воде. Благодаря мягким условиям они могут доставлять белки, которые нестабильны в большинстве существующих наноформуляций.

«Что меня особенно вдохновляет в этой платформе — её простота и универсальность. Просто нагрев образца от температуры холодильника до комнатной, мы можем надёжно создавать наночастицы, готовые доставлять самые разные биологические препараты», — говорит соавтор исследования Стюарт Роуэн, профессор молекулярной инженерии.

От проблемы к решению

Наночастицы играют ключевую роль в защите хрупких лекарств, таких как РНК и белки, от разрушения в организме до достижения целевых клеток. Например, липидные наночастицы (LNP) сделали возможными мРНК-вакцины против COVID-19. Однако LNP требуют спиртовых растворителей и чувствительных этапов производства, что делает их плохо подходящими для доставки белков и сложными для масштабирования.

«Мы хотели создать систему доставки, которая работала бы как для РНК, так и для белковых терапий — потому что сейчас большинство платформ специализированы только для одного типа», — поясняет первый автор исследования Самир Хоссейни, аспирант Чикагского университета.

Самир Хоссейни за работой в лаборатории. Автор: Джейсон Смит

Универсальный транспорт

Тесты показали, что новые полимеросомы могут инкапсулировать более 75% белка и почти 100% малой интерферирующей РНК (siRNA) — значительно больше, чем большинство современных систем. Частицы можно лиофилизировать (сушить замораживанием) и хранить без охлаждения до момента использования.

В экспериментах на мышах наночастицы эффективно доставляли белки, вызывая длительный иммунный ответ, а также подавляли аллергическую астму и рост опухолей.

«Самое удивительное, что нам не пришлось адаптировать систему под каждый случай. Одна и та же формула работала для всего, что мы пробовали — белки, РНК, активация иммунитета, его подавление и прямая доставка в опухоли», — отмечает Хоссейни.

Перспективы для глобальной вакцинации

Главное преимущество новой технологии — возможность децентрализованного производства. Авторы envision возможность доставки лиофилизированных наночастиц в любую точку мира, где их можно будет активировать простым смешиванием с холодной водой и нагревом до комнатной температуры.

Сейчас команда работает над адаптацией системы для доставки более крупных молекул, включая матричную РНК (мРНК), используемую в вакцинах против COVID-19, и планирует доклинические испытания для решения реальных задач доставки лекарств.

Дополнительная информация: Samir Hossainy et al, Thermoreversibly assembled polymersomes for highly efficient loading, processing and delivery of protein and siRNA biologics, Nature Biomedical Engineering (2025). DOI: 10.1038/s41551-025-01469-7