Efektivní a stabilní – nové technologie pro výrobu mRNA-based léčiv

Nové částice chitosanu a technologie kapsulace mají pomoci efektivněji vyrábět mRNA a další účinné látky. © Fraunhofer IPK / Larissa Klassen / Nové částice chitosanu a technologie kapsulace mají pomoci efektivněji vyrábět mRNA terapeutika a další léky. © Fraunhofer IPK / Larissa Klassen

mRNA-based vakcíny byly jedním z nejdůležitějších prvků při boji s koronavirem. Technologie byla původně vyvinuta pro léčbu rakoviny a může být využita při boji s mnoha nemocemi. Fraunhofer IPK nyní ve spolupráci s partnery z vědy a průmyslu zkoumá, jak lze lépe vyrábět mRNA terapeutika a další léky a jak je účinněji používat.

Hlavní výzvou při použití RNA molekul pro lékařské účely je stále jejich velmi rychlý enzymatický rozklad. To znamená: Bez speciální ochrany nemohou v těle člověka dlouho existovat, aby mohly na správném místě působit. Pro výrobu vakcín byly mRNA molekuly enkapsulovány do ochranné lipidové vrstvy. Současné technologie pro výrobu takových lipidových nanočástic a enkapsulaci molekul však stále vykazují omezenou účinnost a stabilitu.

V projektu „Cílené a dlouhodobé uvolňování účinných látek enkapsulovaných v chitosanových nanočásticích“ pracují společně FDX Fluid Dynamix GmbH, Heppe Medical Chitosan GmbH, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg a Fraunhofer IPK na výzkumu a optimalizaci nových chitosanových částic a pomocných látek, aby jejich výroba byla udržitelnější, ekologičtější a flexibilnější a aby se zlepšil jejich transport účinných látek. Projekt je financován spolkovým ministerstvem hospodářství a ochrany klimatu (BMWK) do konce roku 2025 s celkovým rozpočtem 6 milionů eur.

Pro stabilizaci nanočástic při transportu mRNA terapeutik a dalších účinných látek zkoumají vědci vliv složení částic a řízení procesu na vlastnosti nanočástic. Na základě toho vyvíjejí nové formulace nanočástic a inovativní enkapsulační systémy, takzvané systémy pro doručení léků (DDS), pro kontrolované lokální uvolňování účinných látek. Výsledkem základního výzkumného projektu má být platformová technologie, která umožní přesně řídit vlastnosti částic a dobu uvolňování pro mRNA účinnou látku.

„Vzájemná souhra mezi vlastnostmi částic, účinnou látkou a nosným systémem ještě není úplně prozkoumána. Přizpůsobením vlastností nanočástic, jako je velikost, náboj a rozložitelnost, a identifikací vhodného biokompatibilního nosného matricového systému chceme umožnit delší účinek mRNA a dalších účinných látek,“ říká Christoph Hein, vedoucí oddělení mikroprodukční techniky na Fraunhofer IPK. „Tímto způsobem by mohli pacienti dostávat účinnější léčbu.“

Stabilizace RNA komplexů a jejich lokální a řízené uvolňování je zásadní, aby mohly být využity vysoké terapeutické možnosti mRNA léků například při léčbě nádorů, ale také při terapii lokálních onemocnění specifických orgánů, jako je oko nebo vnitřní ucho. Očekávané výsledky výzkumu projektu by mohly dále pomoci předejít opakované aplikaci účinných látek. To je zatím, jak ukázaly mRNA vakcíny, z technologického hlediska nemožné.