Veel vaccins bevatten ingrediënten die adjuvantia worden genoemd en die helpen ze effectiever te maken door een sterkere immuunrespons op te wekken. Het identificeren van potentiële hulpstoffen is nu eenvoudiger geworden, dankzij een aanpak beschreven door wetenschappers van het Instituut voor Geïntegreerde Cel-Materiaalwetenschappen (iCeMS) van de Universiteit van Kyoto en collega's in het tijdschrift Angewandte Chemie .

Het team van chemici en biologen in Japan meldt dat ze een molecuul hebben gevonden dat, wanneer toegevoegd aan een vaccin, versterkt de immuunrespons net zo goed als een veelgebruikt adjuvans. Vaccinadjuvantia vormen een essentieel onderdeel van klinisch gebruikte antigeenvaccins, zoals griep, vaccins tegen hepatitis en baarmoederhalskanker.

"Adjuvantia genereren een robuuste en langdurige immuunrespons, maar degene die momenteel in gebruik zijn, zoals aluminiumzouten en olie-in-water emulsies, werden ontwikkeld in de jaren 1920 en we begrijpen niet precies hoe ze werken, daarom worden ze vaak het vuile geheimpje van immunologen genoemd, " zegt iCeMS chemisch bioloog Motonari Uesugi, die de studie leidde.

Het nieuwe adjuvans werd ontdekt door een bibliotheek van 8, 000 kleine moleculen vanwege hun vermogen om zichzelf te assembleren. Moleculaire zelfassemblage is de spontane zelforganisatie van moleculen door niet-elektronendelende bindingen. Dit is een bekend concept in de materiaalkunde dat ook door levende organismen wordt gebruikt om complexe biologische functies uit te voeren.

"We veronderstelden dat structuren die samenkomen door moleculaire zelfassemblage structuren in pathogenen zouden kunnen nabootsen, zoals virussen, het stimuleren van een vergelijkbare immuunrespons, ' zegt Uesugi.

Het team vond 116 moleculen die zichzelf kunnen assembleren en screende ze vervolgens op het vermogen om interleukine-6-expressie door macrofagen te verhogen. Macrofagen zijn immuuncellen die pathogenen die in het lichaam circuleren detecteren en "opeten". Ze geven ook eiwitten af, zoals interleukine-6, die andere immuuncellen activeren.

Het onderzoek leidde tot de ontdekking van een molecuul genaamd cholicamide. Dit molecuul assembleerde zichzelf om een ​​virus-nabootsende structuur te vormen die wordt opgeslokt door macrofagen en soortgelijke immuuncellen. De structuren worden getransporteerd naar gespecialiseerde vacuolen om te combineren met een specifieke receptor genaamd toll-like receptor 7, wat leidt tot een verhoogde immuunrespons. specifiek, het leidt tot het vrijkomen van immuunstimulerende signalen zoals interleukine-6.

Verdere onderzoeken en vergelijkingen toonden aan dat cholicamide net zo krachtig was in het induceren van een immuunrespons als het adjuvans aluin wanneer het werd toegevoegd aan een griepvaccin dat aan muizen werd gegeven.

"Onze studie, voor zover wij weten, is het eerste rapport over het gebruik van een bibliotheek met kleine moleculen voor het ontdekken van vaccinadjuvans, ", zegt Uesugi. "We hopen dat de nieuwe aanpak de weg vrijmaakt voor het ontdekken en ontwerpen van zelfassemblerende kleine moleculehulpstoffen tegen pathogenen, inclusief opkomende virussen."

Verdere studies zijn nodig om te bepalen hoe cholicamide de enkele RNA-strengen van virussen nabootst om toll-like receptor 7 te activeren. De onderzoekers willen ook begrijpen hoe cholicamide zich aan de receptor bindt om de effecten van deze interactie op te helderen.