Neue Formulierung stabilisiert RNA-Impfstoffe bei Hitze

Forschende des Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine neuartige Formulierung für mRNA-Impfstoffe entwickelt, die deren Stabilität bei hohen Temperaturen deutlich erhöht und die bisherige Abhängigkeit von ultrakalten Lieferketten aufhebt. Das interdisziplinäre Team um Ana Jaklenec und Robert Langer vom Koch Institute for Integrative Cancer Research sowie Expert:innen vom MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) optimierte dabei die lipidbasierten Nanopartikel als Transportvehikel durch einen KI-gestützten Ansatz. Konventionelle mRNA-Impfstoffe müssen bei minus zwanzig bis minus achtzig Grad Celsius gelagert werden, was den Einsatz in Regionen ohne entsprechende Kühlinfrastruktur praktisch unmöglich macht. Um dieses Hindernis zu beseitigen, analysierten die Forschenden nahezu fünfzig FDA-zugelassene Hilfsstoffe. Da konventionelle Testreihen bei dieser Vielzahl an Varianten extrem zeitintensiv sind, setzten sie einen speziell trainierten Machine-Learning-Algorithmus ein, der bereits mit kleinen Datensätzen präzise Vorhersagen trifft. Das System ermittelte innerhalb weniger Iterationen die optimalen Mischungsverhältnisse der Hilfsstoffe und reduzierte den experimentellen Aufwand von mehreren Monaten auf wenige Wochen. Die aus den KI-Modellen hervorgehenden Formulierungen wurden vakuumgetrocknet und bei Raumtemperatur bis zu einem Jahr sowie bei knapp 38 Grad Celsius zwei Monate lang gelagert. In Tierstudien an Mäusen erzeugten die so stabilisierten Impfstoffe eine immunologische Antwort, die mit derjenigen vergleichbarer mRNA-Impfstoffe nach Moderna-Standards identisch war. Darüber hinaus ermöglichte die neue Technologie die Herstellung fester Mikronadel-Pflaster, die den Impfstoff transdermal freisetzen und in Tierversuchen ebenso wirksam waren wie injizierbare Varianten. Die im Fachjournal Nature Biotechnology veröffentlichte Studie demonstriert, dass sich der KI-gestützte Optimierungsprozess nicht nur auf Moderna-ähnliche Nanopartikel, sondern auch auf Pfizer-ähnliche Formulierungen übertragen lässt. Sobald eine hitzeresistente Grundformulierung etabliert ist, kann sie für beliebiges mRNA-Payload und erweiterte Wirkstofftransportsysteme adaptiert werden. Dieser Durchbruch erweitert nicht nur die logistischen Möglichkeiten globaler Gesundheitsinitiativen, sondern legt zudem den Grundstein für neue Verabreichungsplattformen, die auf Festkörperformulierungen oder kontrollierter Freisetzung basieren und damit die therapeutische Reichweite mRNA-basierter Medizin signifikant steigern.