Al emplear señales derivadas de láser para evaluar la estabilidad de la vacuna, el método se puede realizar en viales sellados sin alterar los efectos terapéuticos de la vacuna. El sistema podría estar contenido en una unidad portátil para facilitar su transporte y manipulación.

La investigación marca un avance importante en la tecnología de vacunas de ARNm y apareció en la portada de enero de 2024 de Analytical Chemistry. .

"Los métodos actuales para probar la integridad de las vacunas basadas en ARNm son destructivos, consumen mucho tiempo, son costosos y requieren personal altamente calificado", dijo el colaborador Lamyaa Almehmadi, quien dirigió este estudio como Ph.D. estudiante en el RNA Institute de UAlbany y ahora trabaja como postdoctorado en el MIT.

"Existe una necesidad insatisfecha de un método rápido y sencillo para probar la estabilidad de las vacunas de ARNm distribuidas a clínicas de vacunas, consultorios médicos y farmacias en todo el mundo. Hasta donde yo sé, nuestro método es el primero en permitir una prueba in situ, no -Enfoque destructivo y sin reactivos para el análisis de estabilidad del ARNm en vacunas basadas en ARNm."

Cuando se lanzaron las primeras vacunas de ARNm para la COVID-19, rápidamente surgieron preocupaciones en torno al transporte y almacenamiento de las vacunas. Esto se debe a que las vacunas dependen de moléculas de ARNm activas que pueden degradarse con una exposición prolongada a la luz solar y/o temperaturas fuera del rango de -80 a -20 grados Celsius.

Aunque las vacunas de ARNm plantean desafíos logísticos especiales, la comunidad mundial de salud pública ha implementado con éxito sistemas para mantener condiciones óptimas para la estabilidad de las vacunas. Con estos sistemas implementados, este nuevo método puede proporcionar una capa adicional de seguridad para garantizar la estabilidad de la vacuna y reforzar la confianza en su eficacia.

Uso de láseres para evaluar la estabilidad de la vacuna

El método emplea un instrumento de espectroscopía Raman único desarrollado por Igor Lednev de la UAlbany, profesor titular Williams-Raycheff en el Departamento de Química. La técnica consiste en apuntar un láser ultravioleta (UV) a un líquido, lo que crea una luz dispersa que puede detectarse y analizarse, revelando firmas químicas.

Desde su invención hace unos 20 años, el laboratorio de Lednev ha adaptado la tecnología, combinada con el aprendizaje automático avanzado, para diversas aplicaciones, incluidas la ciencia forense y la detección de enfermedades.

En esta última aplicación, el equipo de Lednev desarrolló una forma de detectar pequeños cambios en la estructura del ARNm que indican pérdida de funcionalidad terapéutica.

"Nuestro método funciona haciendo brillar un láser ultravioleta profundo a través de un vial de vacuna y recogiendo la luz dispersa resultante", dijo Almehmadi.

"Nuestro instrumento detecta esta luz dispersa y nuestro software la procesa para generar la firma de ARN, conocida como espectro Raman. Luego, el espectro Raman de ARNm se utiliza para el análisis de degradación del ARN. La prueba es rápida y normalmente toma solo unos pocos minutos para completar."

Tecnología compacta para mejorar la accesibilidad

A diferencia de los métodos existentes utilizados para probar la estabilidad de las vacunas, que requieren capacitación especializada y deben realizarse en un laboratorio, este método puede estar completamente contenido en un instrumento portátil. Tampoco es invasivo, por lo que podría usarse para probar múltiples viales de vacuna que, si se determina que son estables, podrían administrarse.

"Las personas con formación básica en el manejo de viales de vacunas y el funcionamiento del instrumento podrían utilizar nuestro método de forma eficaz en una variedad de entornos fuera de un laboratorio", afirmó Almehmadi.

"Además, con la ayuda de software avanzado, el proceso de recopilación de datos y la interpretación de resultados se pueden automatizar, haciéndolos accesibles a una gama más amplia de usuarios".

"La tecnología que hemos desarrollado en este estudio es universal en varios aspectos importantes", afirmó Lednev.

"Permite obtener características espectrales del ARNm in situ sin desintegrar la cápsula de la vacuna. Tampoco es destructivo; si el resultado de la prueba es positivo, la vacuna podría usarse para el tratamiento. Por estas razones, nuestra nueva tecnología podría encontrar numerosas aplicaciones para probar la estabilidad de varias vacunas de ARNm y terapias de ARNm en general."

Lednev señala que este trabajo fue un esfuerzo colaborativo e interdisciplinario hecho posible gracias a la experiencia de Alexander Shekhtman y Sergei Reverdatto, ambos del Departamento de Química de UAlbany, quienes diseñaron y prepararon las vacunas modelo utilizadas en este estudio y realizaron pruebas bioquímicas para evaluar la estabilidad de la vacuna.