Нова технологія сушіння дозволяє зберігати життєво важливі вакцини при кімнатній температурі

Серйозною проблемою у світовій охороні здоров’я та біотехнології є «холодовий ланцюг» — мережа холодильних сховищ і транспортних засобів, необхідних для запобігання псуванню лікарських препаратів на основі білків, вакцин та діагностичних тестів. Така залежність від постійних низьких температур є дорогою та енергоємною, а в регіонах, де відсутнє надійне електропостачання, часто виявляється неефективною, що призводить до значних втрат.

Команда з кафедри інженерних наук Оксфордського університету підтвердила перспективну альтернативу: просту технологію сушіння при кімнатній температурі, яка фіксує функціональні білки у стабільному «склі» на основі цукру.

Нова технологія MART

У своїй статті, дослідники під керівництвом професора Чжаньфен Цуя детально описали успіх сушіння за допомогою матриці при кімнатній температурі (MART).

Процес передбачає:

• змішування функціональних білків із захисними цукрами (трегалозою та декстраном)
• сушіння розчину на біосумісній матриці з целюлозних волокон при кімнатній температурі або контрольованій температурі (~30 °C)

Встигніть переглянути та отримати сертифікат: 

Процес сушіння можна здійснювати:

• за допомогою циркуляції сухого повітря (MART-DA)
• у вакуумі (MART-V)

При цьому повністю уникається етап заморожування, який часто пошкоджує чутливі біомолекули.

Механізм дії технології

Ключ до цього методу полягає у формуванні мікроскопічних «капілярних містків» між целюлозними волокнами.

У міру висихання цукрового розчину утворюються тонкі плівки, які:

• м’яко інкапсулюють білки
• зберігають їхню тривимірну структуру
• підтримують біологічну функцію

Експериментальні результати

Цей механізм було успішно продемонстровано на чотирьох різних чутливих до температури об’єктах:

• ферменті лактатдегідрогеназі (LDH)
• факторі росту фібробластів 2 (FGF-2)
• суміші ферментів (зворотна транскриптаза та полімераза), що використовуються в тестах RT-LAMP на COVID-19

Отримані результати:

• LDH зберіг понад 90 % активності після 6 місяців при 25 °C
• FGF-2 після зберігання при 40 °C зберіг біологічну активність і стимулював проліферацію стовбурових клітин
• реагенти RT-LAMP залишалися чутливими після 1 тижня при 40 °C

Переваги MART над ліофілізацією

Сушіння MART має низку важливих переваг порівняно з традиційною ліофілізацією:

• скорочення часу обробки (з ≥1 доби до ~3 годин)
• значно менше енергоспоживання
• відсутність потреби у дорогому обладнанні
• використання безпечної целюлозної матриці
• відсутність проблем крихкості (на відміну від скловолокна)

Це робить технологію придатною для практичного застосування, наприклад вбудовування факторів росту у пов’язки для ран.

Значення для медицини та глобального здоров’я

Завдяки можливості довгострокового зберігання біологічних препаратів при кімнатній температурі це дослідження:

• розширює доступ до діагностики та лікування
• спрощує логістику постачання
• зменшує залежність від «холодового ланцюга»
• знижує вуглецевий слід біофармацевтичної промисловості

ДЖЕРЕЛО: News-medical

На платформі Accemedin багато цікавих заходів! Аби не пропустити їх, підписуйтесь на наші сторінки! Facebook. Telegram. Viber. Instagram.