Durchbruch in der Impfstoffstabilität
Ein Team des Massachusetts Institute of Technology (MIT) hat mithilfe künstlicher Intelligenz ein neues Rezept für mRNA‑Impfstoffe entwickelt, das deren Lagerung bei hohen Temperaturen ermöglicht. Während herkömmliche mRNA‑Impfstoffe in winzigen Lipid‑Nanopartikeln verpackt sind und bei –20 °C bis +8 °C gekühlt werden müssen, kann die neue Trockenformulierung zwei Monate bei 37 °C überstehen und danach noch vollständig wirksam sein.
Warum mRNA‑Impfstoffe bisher kühl gelagert werden müssen
Die mRNA‑Moleküle, die als Bauanleitung für ein harmloses Antigen dienen, sind von Natur aus sehr empfindlich. Ohne Schutz würden sie rasch zerfallen. Deshalb werden sie in mikroskopisch kleinen Fettkügelchen eingeschlossen, die das genetische Material vor Feuchtigkeit und Enzymen abschirmen. Doch diese Lipid‑Hüllen destabilisieren sich, sobald das Präparat wärmeren Bedingungen ausgesetzt wird – das mRNA zerfällt, die Kügelchen verklumpen und die Wirksamkeit sinkt.
Trockenes Verfahren und die Rolle der KI
Die MIT‑Forscher setzten ein Vakuumtrocknungsverfahren ein, das deutlich energieärmer ist als das etablierte Gefriertrocknen. Durch das Entfernen von Wasser verlangsamen sich die Abbaureaktionen erheblich. Das eigentliche Problem bestand darin, geeignete Hilfsstoffe zu finden, die die Lipid‑Nanopartikel während des Trocknungsprozesses intakt halten. Das Team prüfte fast fünfzig bereits zugelassene Substanzen – Zucker, Salze und ähnliche Additive – und bewertete deren Schutzwirkung anhand eines leuchtenden Reporter‑Proteins, das von intakter mRNA produziert wird.
Erst als ein maschinelles Lern‑Algorithmus ins Spiel kam, änderte sich das Bild. Das Modell schlug in kurzen Intervallen neue Mischungen vor, die anschließend im Labor getestet wurden. Nach nur sechs Optimierungsschleifen lieferte die KI ein stabilitätsoptimiertes Rezept, das die mRNA‑Bauanleitung über Monate hinweg bei Raumtemperatur bewahrte.
Ergebnisse aus Tierstudien
Die getrockneten Impfstoffe wurden in einer Studie an Nagetieren und Primaten getestet. Nach einer Lagerung von zwei Monaten bei 37 °C lösten sie eine Immunantwort aus, die mit der von frisch hergestellten Impfstoffen vergleichbar war. Die Wirksamkeit blieb erhalten, obwohl die Lipid‑Zusammensetzung von Moderna‑ und Pfizer‑BionTech‑Formeln unverändert blieb – nur die neu identifizierten Hilfsstoffe wurden ergänzt.
Praktische Konsequenzen und Ausblick
Die neue Technologie könnte die globale Impfstoffverteilung revolutionieren, insbesondere in Regionen ohne stabile Stromversorgung oder Kühlketten. Da die Hilfsstoffe bereits für den menschlichen Gebrauch zugelassen sind, entfallen aufwändige neue Sicherheitsstudien. Die Forschung wurde unter anderem von der Gates‑Stiftung unterstützt, die sich für die Verbesserung der Gesundheitsversorgung in ärmeren Ländern einsetzt.
Source: https://scientias.nl/mit-maakt-mrna-vaccins-hittebestendig-diepvries-niet-langer-nodig/
