РНК-вакцины состоят из цепи РНК, которая содержит информацию о белке вируса. Эта РНК упаковывается в липидную оболочку, которая защищает ее и помогает доставить в клетки организма. Внутри клеток РНК используется для создания вирусных белков, на которые иммунная система реагирует, производя антитела и активируя Т-клетки. Таким образом, организм готов более эффективно справиться с инфекцией, если человек впоследствии столкнется с вирусом SARS-CoV-2. Оригинальные РНК-вакцины против Covid-19 от Moderna и Pfizer/BioNTech вызывают сильный иммунный ответ, но команда MIT решила выяснить, смогут ли они сделать эти препараты эффективнее, придав им иммуностимулирующие свойства.
Ученые применили две стратегии для усиления иммунного ответа. В первой стратегии они обратили внимание на белок C3d, который является частью иммунной системы. C3d помогает организму бороться с инфекциями, связываясь с антигенами и усиливая ответ антител на них. Многие годы ученые исследовали использование C3d как адъювант для вакцин от дифтерии, коклюша и столбняка. Адъюванты — это молекулы, которые обычно используются для усиления иммунного ответа на вакцины, но они еще не использовались в РНК-вакцинах. Ученые решили выяснить, сможет ли C3d также играть роль адъюванта в вакцинах мРНК против ковида. Они создали мРНК, которая кодирует слияние белка C3d с антигеном, так что оба компонента производятся одновременно в клетках, получающих вакцину.
В качестве второй стратегии ученые модифицировали липидные наночастицы, используемые для доставки мРНК-вакцины, чтобы те не только доставляли мРНК, но и стимулировали усиленный иммунный ответ. Чтобы идентифицировать липиды, которые будут работать лучше всего, исследователи собрали библиотеку из 480 липидных наночастиц с различными типами химического состава. Все это «ионизируемые» липиды, которые приобретают положительный заряд при попадании в кислую среду. Оригинальные РНК-вакцины против Covid также включали некоторые ионизируемые липиды, поскольку они помогают наночастицам самособираться с РНК, а клеткам-мишеням усваивать вакцину.
Исследователи протестировали свою новую вакцину, которая включала как кодируемый РНК C3d, так и высокоэффективный ионизируемый липид, выявленный в ходе скрининга библиотеки, на мышах. Они обнаружили, что мыши, которым вводили эту вакцину, вырабатывали в 10 раз больше антител, чем мыши, которым вводили неадъювантную РНК-вакцину Covid. Новая вакцина также вызвала более сильную реакцию среди Т-клеток, которые играют важную роль в борьбе с вирусом SARS-CoV-2.
Когда исследователи ввели вакцину интраназально, они наблюдали такой же сильный иммунный ответ у мышей. Если интраназальная вакцина будет разработана для людей, она потенциально обеспечит усиленную защиту от инфекции, поскольку вирус, оказавшись на слизистой носа, даже не успеет попасть в организм. Эти вакцины также будут дешевле, поскольку они эффективны при более низкой дозе.
Ученые изучают, может ли этот метод усилить иммунный ответ на другие типы РНК-вакцин, включая вакцины против рака.
