Если белковые лекарства производить в масляных растворах, их можно будет хранить при комнатной температуре

Новая технология хранения позволяет обеспечить стабильность лекарств и вакцин на основе белка при отсутствии холода. Открытие, сделанное исследователями из Университета штата Пенсильвания, может избавить от необходимости охлаждать сотни жизненно важных лекарств, таких как инсулин, моноклональные антитела и вирусные вакцины.

«Более 80% биологических препаратов и 90% вакцин нуждаются в температурном контроле. Благодаря новому подходу можно совершить революцию в их хранении и распределении, сделав их более доступными для всех, – говорит Scott Medina (Скотт Медина), руководитель исследования и профессор биомедицинской инженерии Университета Пенсильвании. – Это позволит сэкономить миллиарды долларов, которые сейчас тратятся на поддержание холода в цепочке поставок этих продуктов, и, в перспективе, даст возможность использовать белковую терапию в условиях, когда постоянное охлаждение невозможно».

Результаты исследования были недавно опубликованы в журнале Nature Communications. В ходе серии экспериментов исследовательская группа заменила водный раствор, обычно используемый в белковых лекарствах, на перфторуглеродное масло и протестировала пять различных белков, выполняющих различные медицинские функции, такие как антитела и ферменты.

При тестировании на мышах исследователи обнаружили, что новый раствор был столь же эффективен, как и охлажденные версии, и не проявлял признаков токсичности, что означает отсутствие негативных последствий для здоровья от использования масляного раствора.

Исследователи также обнаружили, что раствор на основе масла был идеально стерилен при работе с образцами белка, что исключало возможность заражения бактериями, грибками или вирусами, которым для роста и выживания необходима водная среда.

Но была одна проблема: в водной среде белки равномерно распределяются по всей жидкости. В масле они не так растворимы. Поэтому команда разработала поверхностно-активное вещество – молекулу, покрывающую поверхность белка, чтобы он мог равномерно распределяться по раствору.

ПАВ также создает защитную оболочку вокруг белка, сохраняя его стабильность и не позволяя ему разрушаться даже при температуре, при которой обычно закипает вода.

«Представьте, что это как плащ для белков, – говорит Медина,  – Как дождевик защищает вас от влаги, так и защитная оболочка предохраняет белок от нагрева и загрязнения, позволяя ему оставаться стабильным и функциональным».

Лекарства и вакцины на основе белка обычно чувствительны к теплу, свету и движению, и все это может привести к тому, что со временем они потеряют свою структуру и функциональность. Охлаждение помогает замедлить этот процесс деградации, поэтому лекарство остается эффективным до момента введения.

Результаты этого исследования могут привести к уменьшению или полному отказу от логистики холодовой цепи, которая представляет собой сеть поставок, необходимую для доставки лекарств из места производства в различные центры распределения до введения пациентам.

В 2020 году другая группа исследователей обнаружила, что, по прогнозам, к 2026 году логистика холодовой цепи будет стоить 58 миллиардов долларов по всему миру.

По словам исследователей, их подход способен снизить затраты и барьеры для фармацевтических компаний, что может привести к большей экономии и улучшению доступа к препаратам для пациентов, нуждающихся в такой терапии.

«Этот новый метод может также снизить барьеры и позволить распространять лекарства в условиях ограниченных ресурсов среди всех групп населения, – говорит Медина. – Мы могли бы даже использовать его для тех, кто находится на поле боя, где эти препараты необходимы, но доступ к холодильникам ограничен».

В будущем исследователи намерены продемонстрировать, что их метод работает с другими белками, и сотрудничать с фармацевтическими компаниями для стабилизации белковых молекул или пептидов, которые могут использоваться в различных лекарственных препаратах.