Новая «вакцина-гидрогель» уже на пороге

Поблагодарить автора - можно здесь/резервная ссылка.

Содержание

Гидрогель для инъекций
Организации, участвовавшие в разработке
Носитель полимерного гидрогеля
Вирусный антиген
Иммуностимулирующий адъювант
К чему это все снова может привести

Исследователи из Стэнфордского университета, финансируемые Фондом Билла и Мелинды Гейтс с лабораторной инфраструктурой, финансируемой Национальным институтом здравоохранения США (NIH), разработали инъекционную платформу гидрогелевой вакцины, предназначенную для того, чтобы оставаться в организме и медленно выделять компоненты вакцины в течение нескольких недель, включая формулы, протестированные с использованием антигенов птичьего гриппа H5N1 («птичий грипп»).

Гидрогель для инъекций

Технология частично основана на Pluronic F-127 (poloxamer 407) — полимере, способном образовывать гель-отложение после инъекции.

Что мы о нем знаем?

Научная литература, изучающая этот же полимер, показывает, что при использовании в качестве среды для доставки на животных он значительно увеличивал летальность воспалительных токсинов — снижая летальную дозу (LD50) бактериального эндотоксина у мышей примерно в 10–15 раз, что означало, что животные значительно чаще умирали от токсина при наличии полимера (см. подробнее ниже).

Платформа гидрогелевой вакцины описана в исследовании «Обеспечение глобального доступа к мощным субъединичным вакцинам с помощью простой и масштабируемой инъекционной платформы гидрогеля», опубликованном в январе в рецензируемом журнале Королевского химического общества Biomaterials Science.

Работой руководил Эрик А. Аппел, материаловед-специалист из Стэнфордского университета, а также сотрудники из нескольких биомедицинских исследовательских программ Стэнфорда.

Вы помните истории исследователей, изучавших кровь уколотых после 2021 года? И что они там находили?

Теперь почитаем описание данной работы:

Ранее мы разработали самособирающуюся гидрогелевую платформу из полимерных наночастиц (PNP) для инъекций для различных биомедицинских применений (например, для длительной доставки биофармацевтических препаратов, предотвращения адгезии и доставки адоптивных клеток), которая ограничивает диффузионное высвобождение молекулярного груза, обеспечивая длительную доставку от недель до месяцев.

Другие динамические гидрогели, включая гидрогели на основе супрамолекулярных пептидов, гидрогели с
динамическими ковалентными сшивками и гелеобразующие системы in situ, также показали многообещающие результаты для продленной доставки лекарств.

Динамический характер этих сшивающих взаимодействий
приводит к разжижению при сдвиге, что позволяет легко вводить гидрогели путем инъекции. Кроме того, эти гидрогели быстро самовосстанавливаются после инъекции и демонстрируют высокий предел текучести, что приводит к быстрому образованию стойких отложений после введения, что обеспечивает более длительное высвобождение груза.

Кроме того, эти типы технологий складирования имеют было показано, что они образуют временные воспалительные ниши, которые могут улучшить результаты вакцинации.

Согласно статье, после инъекции система образует гидрогель-депо в тканях, позволяя компонентам вакцины оставаться локализованными и постепенно высвобождаться со временем.

Авторы написали, что платформа гидрогеля может «продлить выпуск субъединичного груза вакцины на протяжении нескольких недель».

Экспериментальная система была протестирована с использованием предполагаемого белка гемагглютинина вируса гриппа H5N1 — поверхностного белка вируса, который часто используется в исследованиях вакцины против птичьего гриппа.

Организации, участвовавшие в разработке

Технология гидрогелевой вакцины была разработана в Стэнфордском университете при финансовой поддержке и лабораторной инфраструктуре из различных источников.

Научно-исследовательский институт

Стэнфордский университет

Финансирование и поддержка исследований, признанные в исследовании

Фонд Билла и Мелинды Гейтс
Национальные институты здравоохранения США (NIH), которые поддерживали лабораторную исследовательскую инфраструктуру через грант на совместные инструменты 1S10OD026831-01

Фонд Гейтса предоставил финансирование для разработки самой платформы вакцин.

Грант NIH, упомянутый в исследовании, финансировал совместный лабораторный прибор, использованный во время экспериментов — высокопараметрический потоковый цитометр, расположенный в Shared FACS Facility Стэнфорда.

Носитель полимерного гидрогеля

Инъекционный гель, используемый на платформе, изготовлен из Pluronic F-127 (poloxamer 407) — синтетического полимера, предназначенного для образования полутвердого депо внутри корпуса после инъекции.

Научные исследования, изучавшие этот же полимер, показали, что он может значительно усиливать воспалительные токсичности в экспериментах на животных.

В одном из исследований, опубликованных в Critical Care Medicine, учёные доставляли бактериальный эндотоксин (липополисахарид, или LPS) мышам с помощью Pluronic F-127 вместо физиологического раствора.

Данные, представленные в этой статье, свидетельствуют о том, что LD₅₀ липополисахаридов значительно снижается, если вводить их в составе жидкости Pluronic F 127 или мышам, предварительно обработанным этой жидкостью. Таким образом, жидкость Pluronic F127 повышает чувствительность мышей к низким концентрациям липополисахаридов. В отличие от модели с D-галактозамином, липополисахарид можно вводить не ранее чем через 6 часов после обработки мышей раствором Pluronic F 127. Хотя механизм, с помощью которого раствор Pluronic F 127 вызывает сенсибилизацию мышей, неизвестен, у мышей, обработанных этим веществом, повысился уровень триглицеридов в плазме крови, что позволяет предположить, что ткани, ответственные за синтез и/или расщепление триглицеридов, играют роль в процессе сенсибилизации.

Результаты показали, что количество токсина, необходимое для убийства половины животных, снижалось в 10–15 раз при наличии полимера.

На практике мыши гораздо чаще умирали от той же дозы токсина при подаче в полимерном гидрогеле.

Эксперимент также показал, что у мышей, подвергшихся воздействию полимера, наблюдается значительно более высокий уровень воспалительных цитокинов, включая фактор некроза опухоли и интерлейкин-6, что указывает на то, что полимер может усиливать воспалительные реакции в организме.

Вирусный антиген

Экспериментальная вакцина, испытанная на платформе гидрогеля, использовала белок гемагглютинина (HA) из вируса птичьего гриппа H5N1 — поверхностного белка вируса, часто нацеливающегося при разработке вакцины против птичьего гриппа.

Система Стэнфорда встраивает белок HA в гидрогель-матрица и постепенно высвобождается со временем.

Исследователи утверждают, что длительное воздействие вирусных антигенов предназначено для продления иммунной стимуляции, то есть иммунные клетки могут сталкиваться с одним и тем же антигеном в течение длительного времени после одной инъекции.

Иммуностимулирующий адъювант

Платформа гидрогелевой вакцины также включает 3M-052 — синтетическое иммуностимулирующее соединение, предназначенное для активации TLR7 и TLR8 — рецепторов, вызывающих мощные воспалительные иммунные сигналы.

Данные по 3M-052 (также известному как MEDI9197 или телратолимод) из его фазы 1 клинического испытания у пациентов с запущенными солидными опухолями (NCT02556463), где внутриопухолевые инъекции вызывали тяжёлую токсичность, ограничивающую дозировку и смерть, связанную с лечением: почти все участники (80-94%) испытывали побочные эффекты, связанные с лекарственными препаратами, наиболее частыми из которых были лихорадка (56%), усталость (31%) и тошнота (21%) (Siu и др.)., 2020, PMID: 33037117).

Результаты: С ноября 2015 года по март 2018 года в первой части исследования приняли участие 35 пациентов, во второй — 17 пациентов; пятеро из них прошли лучевую терапию. Максимально переносимая доза монотерапии MEDI9197 составила 0,037 мг, при этом у двух пациентов наблюдалась дозолимитирующая токсичность (ДЛТ) в виде синдрома высвобождения цитокинов (у одного пациента — 3-й степени, у другого — 4-й степени), а в комбинации с дурвалумабом в дозе 1500 мг — 0,012 мг с ДЛТ в виде геморрагического шока, вызванного MEDI9197, у одного пациента (5-я степень) после разрыва метастаза в печени после двух циклов терапии MEDI9197.

В первой и третьей фазах испытаний наиболее частыми нежелательными явлениями (НЯ), связанными с применением MEDI9197, независимо от степени тяжести, были лихорадка (56 %), утомляемость (31 %) и тошнота (21 %).

Наиболее частыми нежелательными явлениями, связанными с применением MEDI9197, независимо от степени тяжести, были снижение уровня лимфоцитов (15 %), нейтрофилов (10 %) и общего количества лейкоцитов (10 %). MEDI9197 увеличивал количество опухолевых CD8+ и PD-L1+ клеток, стимулируя выработку интерферонов 1-го и 2-го типов и Th1-реакцию. Объективных клинических улучшений не наблюдалось; у 10 пациентов из первой группы и 3 пациентов из третьей группы заболевание оставалось стабильным в течение ≥8 недель.

Вывод: Применение MEDI9197 при подкожных и кожных поражениях было возможно, но нежелательные явления не позволяли использовать его при глубоко расположенных поражениях. Несмотря на то, что ни один из пациентов не ответил на лечение, MEDI9197 вызывал системную и внутриопухолевую иммунную активацию, что указывает на его потенциальную ценность в комбинированных схемах лечения других групп пациентов.

Тяжёлые (степень ≥3) связанные события поражали 30–40% пациентов, включая снижение лимфоцитов (15%), нейтрофилов (10%) и количество лейкоцитов (10%) (Siu et al., 2020).
Дозоограничивающие токсичность включали синдром высвобождения цитокинов (один уровень 3 и один 4 степени при дозах 0,037 мг и 0,055 мг в монотерапии).
В комбинированной группе с дурвалумабом эскалация прекратилась всего на уровне 0,012 мг из-за смертельного события пятой степени: геморрагического шока от разрыва метастазирования печени через 4 дня после второй инъекции, признанного связанным с MEDI9197.

Доклинически, в нечеловеческих исследованиях с приматами, использующих 3M-052 в качестве адъюванта вакцины с конвертом против ВИЧ-1 (часто в наночастицах), высокие начальные дозы (750 мкг) вызывали тяжёлые локализованные реакции, включая отёк, покраснение и язвы у нескольких животных (2/8 и 4/14 в разных группах) через недели после инъекции, требуя 10-кратного снижения дозы до 75 мкг и изменения места для предотвращения усугубления вреда (Kasturi и др.)., 2021, PMC8109745).

Экспериментальная доза R848 (750 мкг) была аналогична той, что использовалась ранее в исследованиях на мышах (21, 25). Доза MPL (50 мкг) была выбрана на основе дозы, используемой в вакцине против ВПЧ (34). Начальная доза 3M-052 и глифосата аммония при первичной иммунизации также была подобрана таким образом, чтобы соответствовать дозе R848 и MPL — 750 мкг и 50 мкг соответственно.

Однако из-за локальных реакций в месте инъекции через несколько недель после первичной вакцинации (отек, покраснение и изъязвление) у 2 из 8 и 4 из 14 животных в 3-й и 4-й группах соответственно дозы 3M-052 и GLA были снижены в 10 раз до 75 мкг и 5 мкг соответственно для 2^й, 3^й и 4^й иммунизаций.

Поскольку эти реакции наблюдались при повторной иммунизации, небольшая группа животных из 2-й (n = 4), 3-й (n = 2) и 4-й (n = 2) групп получила первоначальную высокую дозу до 10-кратного снижения доз GLA и 3M-052 для всех последующих доз. У одного животного из перечисленных выше групп реакция проявилась только после второй вакцинации высокой дозой. Кроме того, при повторной иммунизации животных, получавших адъювант 3M-052, вакцины вводили в противоположные бока, чтобы избежать возможного ухудшения состояния или возникновения локальной реакции. Все животные были включены в статистический анализ, поскольку не было выявлено различий в долгосрочных иммунных реакциях у животных, получавших одинаковую дозу препарата.

К чему это все снова может привести

Исследование, финансируемое Фондом Гейтса, проведённое в Стэнфордском университете, описывает экспериментальную платформу гидрогелевой вакцины, предназначенную для сохранения в тканях и выделения компонентов вакцины в течение нескольких недель, включая формулы, направленные против птичьего гриппа H5N1.

Система опирается на полимерный гидрогель-депо, который удерживает компоненты вакцины под кожей и постепенно высвобождает их со временем.

Научная литература, изучающая ключевые компоненты, используемые в платформе, вызывает серьёзные опасения по вопросам безопасности.

Исследования гидрогель-полимера poloxamer 407 показывают, что при использовании в качестве среды для доставки в экспериментах на животных он снижал летальную дозу бактериального эндотоксина в 10–15 раз, что означало, что животные значительно чаще умирали от токсина при наличии полимера.

Исследования иммуностимулирующего адъюванта 3M-052 зафиксировали тяжёлые воспалительные реакции, синдром высвобождения цитокинов и дозоограничивающие токсичность в испытаниях на людях, включая смерть, связанную с лечением, тогда как более ранние исследования приматов фиксировали язвы и тяжёлое повреждение места инъекции при высоких дозах.

Это показывает, что те же материалы, использованные для создания экспериментальной системы гидрогелевой вакцины, способны вызывать мощные воспалительные реакции и серьёзные побочные эффекты при определённых условиях, что поднимает важные вопросы о безопасности по мере развития технологий длительного действия вакцины.

И речь ведь скоро не будет идти только о препаратах против птичьего гриппа: опыт с мРНК, которую теперь испытывают на животных — доказал как раз, что новые платформы (даже показавшие свою небезопасность) внедряются с упорством упрямого носорога.

Источники: