Wetenschappers in de VS hebben een nieuwe vaccinatiemethode ontwikkeld die kleine gouddeeltjes gebruikt om een ​​virus na te bootsen en specifieke eiwitten naar de gespecialiseerde immuuncellen van het lichaam te transporteren.

De techniek verschilt van de traditionele benadering van het gebruik van dode of inactieve virussen als vaccin en werd in het laboratorium aangetoond met een specifiek eiwit dat op het oppervlak van het respiratoir syncytieel virus (RSV) zit.

De resultaten zijn vandaag gepubliceerd, 26 juni, in het tijdschrift van IOP Publishing Nanotechnologie door een team van onderzoekers van de Vanderbilt University.

RSV is de belangrijkste virale oorzaak van infecties van de lagere luchtwegen, veroorzaakt enkele honderdduizenden doden en naar schatting 65 miljoen infecties per jaar, voornamelijk bij kinderen en ouderen.

De nadelige effecten van RSV komen, gedeeltelijk, van een specifiek eiwit, het F-eiwit genoemd, die het oppervlak van het virus bedekt. Het eiwit zorgt ervoor dat het virus het cytoplasma van cellen binnendringt en zorgt er ook voor dat cellen aan elkaar plakken, waardoor het virus moeilijker te elimineren is.

De natuurlijke afweer van het lichaam tegen RSV is daarom gericht op het F-eiwit; echter, tot nu toe, onderzoekers hebben moeite gehad met het maken van een vaccin dat het F-eiwit aan de gespecialiseerde immuuncellen in het lichaam levert. Indien succesvol, het F-eiwit zou een immuunrespons kunnen veroorzaken die het lichaam zou kunnen 'herinneren' als een proefpersoon besmet zou raken met het echte virus.

In deze studie creëerden de onderzoekers uitzonderlijk kleine gouden nanostaafjes, slechts 21 nanometer breed en 57 nanometer lang, die bijna precies dezelfde vorm en grootte hadden als het virus zelf. De gouden nanostaafjes werden met succes gecoat met de RSV F-eiwitten en waren sterk gebonden dankzij de unieke fysische en chemische eigenschappen van de nanostaafjes zelf.

De onderzoekers testten vervolgens het vermogen van de gouden nanostaafjes om het F-eiwit aan specifieke immuuncellen te leveren, bekend als dendritische cellen, die werden genomen uit volwassen bloedmonsters.

Dendritische cellen functioneren als verwerkingscellen in het immuunsysteem, het nemen van de belangrijke informatie van een virus, zoals het F-eiwit, en het presenteren aan cellen die een actie tegen hen kunnen uitvoeren - de T-cellen zijn slechts één voorbeeld van een cel die actie kan ondernemen.

Nadat de met F-eiwit beklede nanostaafjes waren toegevoegd aan een monster van dendritische cellen, de onderzoekers analyseerden de proliferatie van T-cellen als een proxy voor een immuunrespons. Ze ontdekten dat de met eiwit beklede nanostaafjes ervoor zorgden dat de T-cellen significant meer prolifereerden in vergelijking met niet-gecoate nanostaafjes en alleen het F-eiwit alleen.

Dit bewees niet alleen dat de gecoate nanorods in staat waren het virus na te bootsen en een immuunrespons te stimuleren, het toonde ook aan dat ze niet giftig waren voor menselijke cellen, die aanzienlijke veiligheidsvoordelen bieden en hun potentieel als een echt menselijk vaccin vergroten.

Hoofdauteur van de studie, Professor James Crowe, zei:"Een vaccin tegen RSV, wat de belangrijkste oorzaak is van virale pneumonie bij kinderen, is hard nodig. Deze studie toont aan dat we methoden hebben ontwikkeld om RSV F-eiwit in uitzonderlijk kleine deeltjes te brengen en deze aan immuuncellen te presenteren in een formaat dat het virus fysiek nabootst. Verder, de deeltjes zelf zijn niet besmettelijk."

Door de veelzijdigheid van de gouden nanostaafjes, Professor Crowe is van mening dat hun potentiële gebruik niet beperkt is tot RSV.

"Dit platform zou kunnen worden gebruikt om experimentele vaccins te ontwikkelen voor vrijwel elk virus, en in feite andere grotere microben zoals bacteriën en schimmels.

"De onderzoeken die we hebben uitgevoerd, toonden aan dat de kandidaat-vaccins menselijke immuuncellen stimuleerden wanneer ze in het laboratorium op elkaar inwerkten. De volgende stappen bij het testen zouden zijn om te testen of de vaccins in vivo werken", vervolgde professor Crowe.