محققان شرکت بیونتک با همکاری پژوهشگران دانشگاه صنعتی مونیخ و با استفاده از زیرساخت‌های مجهز این دانشگاه به بررسی فرمولاسیون‌های مختلف نانوذرات حاوی mRNA پرداختند تا ساده‌ترین روش تولید این نانوذرات را با اثربخشی درمانی بالا برای تولید واکسن ضدکرونا پیدا کنند.
همکاری با دانشگاه برای تسهیل تولید واکسن‌های ضدکرونا
منبع تابش نوترونی Hein Maier-Leibnitz (FRM II) در دانشگاه صنعتی مونیخ (TUM) نقش مهمی در بررسی نانوذرات mRNA مشابه نمونه‌های مورد استفاده در واکسن‌های کووید-۱۹ شرکت بیونتک (BioNTech) و مادرنا (Moderna) ایفا می‌کند.
محققان Heinz Maier-Leibnitz Zentrum (MLZ) از شار بالای نوترون برای توصیف فرمول‌های مختلف برای واکسن mRNA و در نتیجه ایجاد زمینه‌ای برای بهبود کارایی واکسن استفاده کردند.
ایده استفاده از RNA پیام‌رسان (mRNA) به‌عنوان یک ماده فعال ایده‌ای درخشان است. این مولکول حاوی طرح اولیه پروتئین‌هایی است که سپس توسط سلول سنتز می‌شوند. این امر به‌طور کلی ارائه طیف بسیار گسترده‌ای از پروتئین‌های موثر درمانی مختلف را ممکن می‌سازد.
در مورد واکسن کووید-۱۹، اینها پروتئین‌های سنبله‌های روی سطح ویروس کرونا هستند که برای واکسیناسیون استفاده می‌شوند. پروتئین‌ها به سلول‌های ایمنی ارائه می‌شوند. سپس سیستم ایمنی بدن انسان در برابر این پروتئین‌های خارجی و در نتیجه در برابر ویروس کرونا از بدن دفاع می‌کند. خود mRNA تنها پس از چند ساعت به طور کامل تجزیه می‌شود، واقعیتی که برای ایمنی این واکسن‌ها مفید است.
برای تولید واکسن، mRNA باید به طور مناسب بسته‌بندی شود تا از تجزیه آن در مسیر رسیدن به سلول توسط آنزیم‌های موجود در بدن انسان جلوگیری شود. این کار با استفاده از نانوذراتی انجام می‌شود که می‌تواند از مخلوطی از لیپیدها یا پلیمرها تشکیل شود.
لیپیدها مولکول‌های چربی شبیه به مولکول‌های غشای سلولی هستند و به ورود mRNA در داخل سلول کمک می‌کنند. سپس این لیپیدها و زیست‌پلیمرها توسط بدن تجزیه یا دفع می‌شوند.
برای این منظور، تیم فرمولاسیون شرکت بیونتک به رهبری دکتر هاینریش هاس با گروهی به سرپرستی پروفسور پیتر لانگگوث از بخش فناوری دارویی در موسسه علوم دارویی و زیست پزشکی دانشگاه یوهانس گوتنبرگ ماینتس همکاری کردند. آن‌ها مجموعه‌ای از فرمول‌بندی‌ها را توسعه دادند که در آن‌ها نانوذرات شامل مخلوط‌های مختلفی از لیپیدها و پلیمرهای زیستی بود که قبلاً در داروسازی عملکرد آن‌ها به اثبات رسیده بود.
به منظور مقایسه خواص نانوذرات با ترکیبات مختلف با یکدیگر، محققان نانوذرات را در معرض طیف وسیعی از تحقیقات قرار دادند. علاوه‌بر آنالیزهای اشعه ایکس و میکروسکوپی، این تحقیقات شامل تابش نوترون‌ها با استفاده از ابزار KWS-2 در FRM II دانشگاه صنعتی مونیخ انجام شد.
نوترون‌ها در داخل نانوذرات، از جمله بر روی هسته‌های هیدروژن پراکنده شده‌اند و به روشی مشخص از مسیر خود منحرف می‌شوند. این مبنایی برای نتیجه‌گیری در مورد توزیع آن‌ها است.
دکتر اورل رادولسکوکه مسئول دستگاه KWS است، می‌گوید: «این روش به‌طور انتخابی بخش‌هایی از مورفولوژی پیچیده چند جزیی را بدون تغییر شیمی فیزیکی نمونه نشان می‌دهد.»
در این تحلیل‌ها، تیم‌های تحقیقاتی به این موضوع علاقمند بودند که فرمول‌های مختلف چگونه می‌توانند mRNA را به سلول منتقل کنند که به آن ترانسفکشن گفته می‌شود. به منظور دریافت خواص ساختاری مورد نظر، لیپیدها و بیوپلیمرها باید با mRNA و با استفاده از روش‌های دقیقاً تعریف شده، ترکیب شوند. در اینجا این تیم تحقیقاتی توانست نشان دهد که نانوذرات مورد استفاده برای بسته‌بندی mRNA را می‌توان در یک مرحله تولید کرد، که به معنای ساده‌سازی قابل توجهی در مقایسه با روش دو مرحله‌ای است که در ابتدا مورد بررسی قرار گرفته است.
در نهایت یک روش ساده شده برای ایجاد نانوذرات mRNA با فعالیت بهبود یافته پیدا شد. پروفسور لانگگوث می‌گوید: «چنین سؤالاتی درباره تولید، پیش نیاز مهمی برای امکان توسعه محصولات دارویی است. در آینده چنین مفاهیمی را می‌توان در توسعه عوامل درمانی جدید مبتنی بر mRNA در نظر گرفت.»
