Slovenca na naslovnici znanstvene revije 

Slovenska raziskovalca Tristan Kovačič in Urban Bren sta z mednarodno ekipo pokazala, da v drobnih maščobnih mehurčkih, ključnih sestavinah mRNA cepiv, prihaja do sprememb, ki zmanjšujejo njihovo učinkovitost. V članku na naslovnici revije Nature Reviews Chemistry navajajo, da razumevanje teh procesov odpira pot k varnejšim terapijam, tudi za zdravljenje raka.

Omenjeni drobni maščobni mehurčki, imenovani lipidni nanodelci (LNP), so postali temelj sodobne biotehnologije. Na njihovi tehnologiji na primer temeljijo mRNA cepiva proti covidu-19, kot sta Pfizer-BioNTech in Moderna, ter številne nove terapije za zdravljenju raka in dednih bolezni.

"Ta izjemno majhna 'vozila' so sposobna prenesti navodila za izdelavo beljakovin neposredno v celice," sta v sporočilu za javnost zapisala raziskovalec in prvi avtor članka Tristan Kovačič ter njegov mentor in vodilni avtor Urban Bren s Fakultete za kemijo in kemijsko tehnologijo Univerze v Mariboru.

Kemijsko občutljive komponente

Ker pa so sestavljena iz več kemijsko občutljivih komponent, se pri njih pojavljajo številni izzivi, ki pomembno vplivajo na njihovo učinkovitost in varnost v prihodnjih cepivih. Raziskovalca s fakultete ter razvojniki slovenskega podjetja Sartorius BIA Separations so zato v sodelovanju z mednarodnimi sodelavci v prestižni mednarodni reviji Nature Reviews Chemistry opisali kemijsko reaktivnost lipidnih nanodelcev ter njene negativne posledice za kakovost in varnost cepiv ter terapevtikov.

V članku, ki so ga izbrali tudi za naslovnico novembrske številke revije, so predstavili tudi možne pristope in tehnike za nadzorovano zmanjšanje te reaktivnosti.

"Eden od izzivov je v tem, da običajne analitske metode teh sprememb ne zaznajo. Včasih se zato zdi, da ima cepivo sicer vse ustrezne lastnosti, a v resnici ne deluje več tako učinkovito. Znanstveniki zato razvijamo naprednejše načine nadzora, s katerimi lahko spremljamo dejansko kemijsko stabilnost znotraj LNP."

Lipidni nanodelci so najpogosteje sestavljeni iz štirih osnovnih maščobnih molekul, in sicer ionizirajočega lipida, fosfolipida, holesterola in t. i. PEG-lipida. Te se pod določenimi proizvodnimi pogoji združijo v majhen delec (nanodelec) in v svoje jedro ujamejo mRNA, sta opisala slovenska raziskovalca.

Kot sta izpostavila, pa so v notranjosti nanodelca lipidi in mRNA v izjemno tesnem stiku, kar ustvarja okolje, v katerem lahko potekajo neželene kemijske reakcije. Nekateri lipidi lahko reagirajo tudi s kisikom in pri tem tvorijo snovi, ki se kemijsko vežejo na mRNA in jo trajno poškodujejo. Tako nastanejo t.i. lipid-RNA adukti, ki zmanjšajo učinkovitost mRNA in vodijo do nastanka napačne ali nepopolne beljakovine.

"Eden od izzivov je v tem, da običajne analitske metode teh sprememb ne zaznajo. Včasih se zato zdi, da ima cepivo sicer vse ustrezne lastnosti, a v resnici ne deluje več tako učinkovito," sta poudarila. "Znanstveniki zato razvijamo naprednejše načine nadzora, s katerimi lahko spremljamo dejansko kemijsko stabilnost znotraj LNP," sta dodala.

Zmanjšamje škodljivih reakcij 

Ena od možnih rešitev je po mnenju raziskovalcev tudi izboljšava same sestave lipidov. "Z novimi vrstami lipidov, ki imajo posebne 'samogaseče' kemične lastnosti, lahko namreč zmanjšamo škodljive reakcije in s tem zaščitimo mRNA," sta pojasnila. Pomembno je tudi, v kakšni raztopini se nahajajo ti delci. Nekatere snovi lahko delujejo kot lovilci škodljivih substanc in preprečujejo, da bi prišlo do poškodb mRNA. Poleg tega obstajajo sodobni načini shranjevanja, na primer t. i. hladno sušenje, ki omogoča, da cepiva ostanejo stabilna in učinkovita tudi pri višjih temperaturah.

"Razumevanje in obvladovanje vseh naštetih procesov bo ključno za razvoj varnejših, učinkovitejših in dostopnejših zdravil v prihodnosti, ne le v boju proti virusom, temveč tudi pri zdravljenje raka in genetskih bolezni," sta še izpostavila raziskovalca.