Vaccini mRNA, l’AI accelera la ricerca di formulazioni stabili senza catena del freddo

L’intelligenza artificiale può accelerare lo sviluppo di vaccini a mRNA più stabili alle alte temperature, riducendo la dipendenza dalla catena del freddo. Un gruppo di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology (MIT) ha sviluppato un sistema che, attraverso l’ottimizzazione bayesiana e la sperimentazione ad alta produttività, ha identificato formulazioni solide di vaccini a mRNA capaci di mantenere il 100% della bioattività dopo oltre due mesi di conservazione a 37 °C. I risultati sono stati pubblicati il 28 settembre su Nature Biotechnology.

La stabilità rappresenta uno dei limiti delle nanoparticelle lipidiche utilizzate per trasportare l’mRNA. La necessità di conservarle a temperature molto basse può infatti rendere più complessa la distribuzione e limitarne l’impiego in nuovi sistemi di somministrazione. I ricercatori hanno lavorato su formulazioni solide e prive di acqua, con l’obiettivo di aumentarne la termostabilità.

Il sistema sviluppato, denominato AGENT – Algorithm-Guided Experimental design for lipid Nanoparticle Thermostabilization – combina esperimenti ad alta produttività con un algoritmo di ottimizzazione bayesiana. L’approccio è stato progettato per ottenere informazioni anche da quantità relativamente limitate di dati sperimentali e orientare progressivamente la selezione delle formulazioni. L’ottimizzazione è stata completata attraverso sei iterazioni nell’arco di un mese.

Il gruppo ha applicato il metodo a vaccini mRNA formulati con due nanoparticelle lipidiche clinicamente rilevanti, rappresentative delle composizioni basate su SM-102 e ALC-0315 utilizzate rispettivamente nelle piattaforme Moderna e Pfizer-BioNTech. Le formulazioni ottimizzate hanno mantenuto il 100% della bioattività dopo oltre due mesi a 37 °C.

I ricercatori hanno quindi valutato le formulazioni in vivo in roditori e primati non umani. I vaccini termostabili allo stato solido hanno indotto risposte immunitarie specifiche contro l’antigene risultate non inferiori a quelle ottenute con vaccini solubili preparati al momento e somministrati per via intramuscolare.

Lo studio ha inoltre valutato l’integrazione delle formulazioni in cerotti a microaghi. Secondo il briefing pubblicato da Nature Biotechnology, l’approccio ha consentito la somministrazione senza catena del freddo mediante questi dispositivi nei modelli animali studiati.

I risultati restano preclinici e non dimostrano quindi efficacia o sicurezza nell’uomo. Indicano però una possibile strategia per affrontare contemporaneamente due problemi nello sviluppo delle piattaforme a mRNA: accelerare la selezione delle formulazioni e aumentarne la stabilità durante conservazione e distribuzione.

Lo studio è stato sostenuto, in tutto o in parte, dalla Gates Foundation. Gli autori dichiarano inoltre potenziali conflitti di interesse: tra questi, Ana Jaklenec e Robert Langer riportano rapporti di consulenza, investimenti, licenze o attività di ricerca sponsorizzata con diverse aziende; per Jaklenec è indicata anche Moderna Therapeutics.