Вакцина против COVID-19 на основе наночастиц может быть нацелена на будущие инфекционные заболевания

Прочитано: 95 раз(а)
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд (1 голосов, среднее: 5,00 из 5)
Loading ... Loading ...


Всего одной дозы новой вакцины против COVID-19 на основе наночастиц было достаточно, чтобы вызвать иммунный ответ у животных, находящихся в процессе вакцинации, которые в настоящее время используются в клинической практике. Исследователи Северо-Западного университета надеются, что с небольшими изменениями та же платформа вакцины может быть нацелена и на другие инфекционные заболевания.

В новом исследовании 100% мышей, получивших белковую иммунизацию, выжили при заражении смертельными дозами вируса SARS-CoV-2, вызывающего COVID-19. Ни у одной из мышей не было повреждения легких из-за воздействия SARS-CoV-2. Все мыши, которым не вводили эту вакцину с наночастицами, умерли в течение 14-дневного испытания.

Результаты, опубликованные на этой неделе в Proceedings of the National Academy of Sciences , показывают структурно-функциональные отношения между первой вакциной со сферическими нуклеиновыми кислотами (SNA), разработанной для защиты от вирусных инфекций.

«Что отличает эту вакцину от других вакцин, так это подход, который мы используем для их разработки», — сказала доктор Мишель Тепленски, соавтор статьи. «Еще несколько лет назад люди сосредоточились на выборе правильной мишени для тренировки иммунной системы и правильного стимулятора для ее активации, а не на том, как эти компоненты были структурно организованы и представлены в организме».

Названные SNA, наночастицы , в которых находится иммунная мишень, представляют собой форму глобулярной ДНК, которая может проникать и стимулировать иммунные клетки с чрезвычайной эффективностью. SNA были протестированы в более чем 60 типах клеток. Исследователи экспериментально определили идеальное соотношение между плотностью оболочки и ядра SNA, которое дает наиболее мощный отклик.

Вакцины SNA использовались для лечения мышей с тройным негативным раком молочной железы, и в настоящее время разрабатываются другие вакцины для других видов рака.

Чад А. Миркин, изобретатель SNA и соответствующий автор статьи, возглавил исследование и сказал, что платформа может использоваться для инфекционных заболеваний.

«Это замечательная демонстрация рациональной вакцинологии — идеи о том, что структура вакцины, а не просто компоненты, может иметь глубокое влияние на эффективность», — сказал Миркин. «Хотя ранее мы показали, что это относится к иммунотерапии рака, это первая демонстрация инфекционного заболевания».


Миркин является профессором химии Джорджа Б. Ратмана в Северо-Западном колледже искусств и наук имени Вайнберга, директором Международного института нанотехнологий и членом Комплексного онкологического центра Роберта Х. Лурье Северо-Западного университета.

Изготовление препарата

Обычно на разработку вакцины уходят годы. Но с COVID-19 в этой области произошли поразительные успехи. Миркин предложил Тепленскому, научному сотруднику лаборатории Миркина, поработать с доктором философии. студент и соавтор Макс Дистлер, чтобы оценить, можно ли использовать платформу SNA для создания мощной вакцины, и расширить сферу ее воздействия. Эти двое закончили проект всего за девять месяцев — примерно столько же времени, сколько коммерческие разработчики.

Типичная вирусная иммунизация состоит из смеси молекул вируса (называемых антигенами), которые сообщают иммунной системе, какой будет ее мишень (вирус), а другие молекулы (называемые адъювантами) стимулируют иммунную систему, чтобы повысить способность организма справляться с этим. цель, когда она появится позже. Поскольку смесь традиционно не упаковывается вместе, исследователи предсказывают, что клетки пациентов не получают мощной дозы как антигенов, так и адъювантов.

Вот где структура вступает в игру. Миркин ввел термин «рациональная вакцинология», чтобы описать, как совместная доставка и синхронизация этих двух препаратов с помощью одной наночастицы могут сделать вакцины более эффективными. Крошечные изменения в наномасштабе могут иметь большое значение для эффективности и предсказуемости вакцины.

Команда Миркина упаковала антиген (часть печально известного спайкового белка COVID-19) внутри ядра SNA и использовала специфическую последовательность ДНК, которая, как известно, стимулирует иммунную систему (адъювант) в качестве радиальной оболочки, окружающей ядро. Исследователи вводили мышам под кожу, вызывая иммунный ответ на шиповидный белок, а затем отслеживали выработку антител в течение нескольких недель после инъекции.

Оспаривание результатов

Через две недели после инъекции у мышей, вакцинированных SNA-вакциной, наблюдалась самая высокая выработка антител по сравнению с мышами, вакцинированными простой солевой смесью тех же компонентов, что даже превосходило другие препараты, содержащие коммерчески используемые адъюванты (которые использовались в препаратах от опоясывающего лишая, гепатита прививки от гриппа и гриппа) в 14 раз.

Антитела коррелируют с защитой от инфекции, определяя потенциал платформы в области COVID-19 и инфекционных заболеваний. Вакцины на основе белка также имеют меньше побочных эффектов и могут храниться при нормальной температуре в холодильнике, что значительно снижает затраты на производство и распространение.

Исследователи изучили документы по коммерчески доступным вакцинам против COVID-19 и обнаружили, что окончательное производство антител в других исследованиях через две недели было «точно в соответствии с их собственным».

На всякий случай команда отправила свою вакцину в Аргоннскую национальную лабораторию и позволила протестировать ее, вакцинировав мышей, а затем заразив их высокими дозами вируса SARS-CoV-2 в ходе двойного слепого исследования. Сто процентов мышей, которым вводили вакцину SNA, выжили до конца испытания без повреждения легких, вызванного пневмонией COVID-19.

Остановка будущих вирусов

Использование COVID-19 в качестве тематического исследования для сравнения того, насколько хорошо работает вакцина, было в основном практичным. Но это также привлекает внимание к более широкому значению СНС как платформы для борьбы с инфекционными заболеваниями.

Тепленский говорит, что COVID-19 вызвал сдвиг в поведении в сторону инфекционных заболеваний . «Люди не осознали и не оценили возникающую силу, которую могут иметь инфекционные заболевания», — сказал Тепленский. «Мы увидели возможность использовать COVID в качестве тематического исследования, чтобы пролить свет на недостатки в сфере вакцинации».

Дистлер сказал: «В этом тематическом исследовании, несмотря на то, что результаты весьма впечатляющие, целью было не конкурировать с существующими вакцинами против COVID. будет еще одной эмерджентной болезнью». По словам исследователей, платформу можно использовать даже для борьбы с такими сложными вещами, как ВИЧ.

«Модульность этого подхода подразумевает, что быстрая настройка может потребоваться только для создания новой вакцины против будущего вируса, особенно если то, что мы наблюдали ранее с вакциной против рака, работает», — сказал Миркин. «Все, что нам нужно сделать, это изменить то, на что мы учим иммунную систему».

Документ «Сферические нуклеиновые кислоты как платформа вакцин против инфекционных заболеваний» был подготовлен в результате сотрудничества ученых, врачей и инженеров Северо-Запада, Аргоннской национальной лаборатории и Чикагского университета.

Вакцина против COVID-19 на основе наночастиц может быть нацелена на будущие инфекционные заболевания



Новости партнеров