Ein biokompatibles Polymer könnte helfen, Impfstoffe und Medikamente mit einem reduzierten Risiko der seltenen gefährlichen Nebenwirkung namens Anaphylaxie bereitzustellen. Forscher des National Institute of Advanced Industrial Science and Technology (AIST) in Japan haben das Polymer entwickelt und Vorversuche durchgeführt, über die sie in der Zeitschrift berichten Wissenschaft und Technologie fortschrittlicher Materialien.
Bisher war Poly(ethylenglycol) (PEG) das Polymer der Wahl zum Umhüllen und Verabreichen von Impfstoffen. Dieses synthetische, flexible, wasserlösliche Material wurde verwendet, um einige COVID-19-Impfstoffe zu umgeben, die in den winzigen kugelförmigen Verpackungen, die als Liposomen bekannt sind, transportiert werden.
Leider haben einige Empfänger eine anaphylaktische Reaktion auf PEG erlitten, bei der das Immunsystem eine allergische Reaktion auf das Fremdmaterial auslöst. Die Symptome einer Anaphylaxie reichen von leichten Hautreizungen über Atembeschwerden und Übelkeit bis hin zu Bewusstlosigkeit und plötzlichem Tod.
Das alternative Polymer ist eine Form eines Fettbiomoleküls, Lipid genannt, und ist mit 2-Methacryloyloxyethylphosphorylcholin (MPC)-Polymer konjugiert.
Diese neue Substanz bindet spontan an die Außenseite von Liposomenpartikeln, wenn sie mit ihnen in Wasser gemischt werden. Entscheidend ist, dass das Polymer nicht von den Antikörpern erkannt wird, die der Körper als Reaktion auf PEG erzeugen kann, und Tests deuten darauf hin, dass es keine anderen Antikörper stimuliert, die eine allergische Reaktion hervorrufen könnten. Dies sollte ermöglichen, dass beschichtete Liposomen, die einen Impfstoff enthalten, länger im Körper verbleiben, ohne vom Immunsystem ausgeschieden zu werden, und außerdem eine Anaphylaxie vermeiden.
„Wir haben auch festgestellt, dass das Polymer andere Wechselwirkungen mit Proteinen im Blut vermeidet, die sonst seine Wirkung stören könnten, und es verhindert auch, dass sich Liposomen zusammenlagern“, sagt Molekularingenieur Yuji Teramura vom AIST-Team.
Tests bestätigen, dass die beschichteten Liposomen 14 Tage lang lagerstabil bleiben können, was für echte klinische Anwendungen ausreicht.
„Alle Anzeichen deuten darauf hin, dass unsere Technologie für die Verabreichung von Impfstoffen an Patienten geeignet sein sollte, die als Reaktion auf PEG eine Anaphylaxie entwickeln“, schließt Teramura.
Das Polymer muss nun in verschiedenen realen Impfstoffanwendungen gründlich getestet werden. Das Team bewegt sich in dieser nächsten entscheidenden Phase des Entwicklungsprozesses vor eventuellen klinischen Studien am Menschen.
Unter der Voraussetzung, dass die Tierversuche und die anschließenden klinischen Studien gut verlaufen, sollte die Technologie neben Impfstoffen auch Möglichkeiten bieten, Medikamente in den Körper zu bringen. Abgabesysteme wie Liposomen werden manchmal benötigt, um Medikamente vor biochemischen Prozessen zu schützen, die sie abbauen könnten. Dadurch kann sichergestellt werden, dass sie das Zielgewebe der Krankheit erreichen, während sie in ihrer aktiven Form verbleiben.
Mehr Informationen:
Haruna Suzuki et al, Einfluss spontaner Liposomenmodifikation mit Phospholipid-Polymer-Lipid-Konjugaten auf Proteininteraktionen, Wissenschaft und Technologie fortschrittlicher Materialien (2022). DOI: 10.1080/14686996.2022.2146466
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