2024年7月17日， 格拉斯哥大学等机构的研究人员在Nature发表了题为Mechanical release of homogenous proteins from supramolecular gels的文章。
如何配制蛋白质和疫苗，使其在储存和运输过程中保持功能，并消除冷链管理的负担，是一项长期存在的挑战。任何解决方案都必须切实可行，使用与临床相关的触发器释放或应用蛋白质。先进的生物疗法是冷藏分发的，需要消耗大量能源，限制了在资源匮乏国家的公平分发，并要求用户承担正确储存和处理的责任。
冷链管理是目前蛋白质运输的最佳解决方案，但需要大量的基础设施和能源。例如，在研究实验室中，一个零下 80 °C 的冰柜每天消耗的能源相当于一个小家庭所用。在生物（蛋白质或细胞）疗法和所有疫苗中，75% 需要冷链管理；自 2015 年以来，临床试验中的冷链管理成本增加了约 20%，反映了这种复杂性。现在需要定制配方和辅料，广泛使用糖醛酸、蔗糖或聚合物，它们通过取代表面水分子来稳定蛋白质，从而降低热力学变性的可能性；这使得冻干蛋白质和冷冻蛋白质成为可能。例如，人类乳头状瘤病毒疫苗需要铝盐佐剂才能发挥作用，但这些佐剂会使疫苗在冻融过程中变得不稳定，导致供应链非常复杂和昂贵。其他想法还包括对蛋白质进行防腐处理和化学修饰。总之，蛋白质稳定化是一项挑战，没有通用的解决方案。
该研究设计了一种坚硬的水凝胶，即使在 50 °C 下也能稳定蛋白质，防止热变性，而且与现有技术不同的是，这种水凝胶可以通过机械方式从注射器中释放出纯净的、不含辅料的蛋白质。在不影响释放机制的情况下，大分子的负载量可高达 10 wt%。这种独特的稳定和无赋形剂释放协同作用提供了一种实用、可扩展和多用途的解决方案，可在全球范围内实现低成本、无冷链和公平地提供治疗。
