Onderzoekers van het Indian Institute of Science (IISc) hebben een nieuwe methode ontworpen om een ​​kandidaat-vaccin voor tuberculose (tbc) af te leveren. Het omvat het gebruik van bolvormige blaasjes die worden uitgescheiden door bacteriën die zijn gecoat op gouden nanodeeltjes die vervolgens aan immuuncellen kunnen worden afgeleverd. Dit kan mogelijk een immuunrespons uitlokken en bescherming bieden tegen de ziekte.

Veroorzaakt door de bacterie Mycobacterium tuberculosis, doodt tbc jaarlijks wereldwijd meer dan een miljoen mensen. Het enige effectieve vaccin dat momenteel in gebruik is, is het BCG-vaccin. Het bevat een verzwakte vorm van de ziekteverwekkende bacterie. Wanneer het in onze bloedbaan wordt geïnjecteerd, activeert het de productie van antilichamen die kunnen helpen de ziekte te bestrijden.

Hoewel het BCG-vaccin goed werkt bij kinderen, is het niet zo effectief bij het beschermen van adolescenten en volwassenen. Dit bracht Rachit Agarwal, assistent-professor bij het Center for BioSystems Science and Engineering (BSSE), IISc, en zijn groep ertoe om een ​​potentiële subeenheid-kandidaat voor een vaccin te ontwikkelen die alleen delen van de infectieuze bacterie bevat om een ​​immuunrespons te stimuleren.

Wetenschappers hebben eerder subunitvaccins ontwikkeld op basis van slechts een handvol eiwitten van de ziekteverwekkende bacteriën, maar geen van hen is tot nu toe effectief geweest. In plaats daarvan besloot de groep van Agarwal om Outer Membrane Vesicles (OMV's) te gebruiken. OMV's zijn bolvormige membraangebonden deeltjes die door sommige bacteriën worden afgegeven en bevatten een assortiment van eiwitten en lipiden die een immuunrespons tegen de ziekteverwekker zouden kunnen induceren.

"Ze zijn veiliger in vergelijking met een levende bacterie, en omdat ze van een membraan zijn afgeleid, bevatten ze allerlei soorten antigenen", legt Agarwal uit, de hoofdauteur van het artikel gepubliceerd in Biomaterials Advances . Subeenheidvaccins bevatten doorgaans slechts een beperkt aantal antigenen – bacteriële eiwitten die een immuunrespons bij de gastheer kunnen opwekken. OMV's daarentegen bevatten een verscheidenheid aan antigenen en kunnen volgens de onderzoekers een betere immuunrespons induceren.

Mycobacterium-afgeleide OMV's zijn meestal onstabiel en komen in verschillende groottes, waardoor ze ongeschikt zijn voor vaccintoepassingen. Maar de OMV's gecoat op gouden nanodeeltjes (OMV-AuNP's) door het IISc-team bleken uniform in grootte en stabiel te zijn. De onderzoekers ontdekten ook dat menselijke immuuncellen een hogere opname van OMV-AuNP's lieten zien dan van alleen OMV's of gouden nanodeeltjes.

"Het produceren van de OMV's is een complex proces en het opschalen ervan was een uitdaging", zegt Avijit Goswami, een voormalig postdoctoraal fellow bij BSSE en een van de eerste auteurs van het onderzoek.

"Om OMV-AuNP's te synthetiseren, worden de OMV's en de gouden nanodeeltjes door een filter van 100 nm samengeperst. De OMV's vallen daarbij uiteen en kapselen de gouden nanodeeltjes in", legt Edna George uit, een voormalig postdoctoraal fellow bij BSSE, en co- eerste auteur van de studie.

In het onderzoek werden immuuncellen die in het laboratorium waren gekweekt, behandeld met OMV's die zijn afgeleid van Mycobacterium smegmatis, een verwante bacteriesoort die bij mensen geen ziekte veroorzaakt. In toekomstige studies is het team van plan om goudgecoate OMV's te ontwikkelen die rechtstreeks zijn afgeleid van Mycobacterium tuberculosis en deze te testen op diermodellen om de resultaten naar voren te brengen voor klinische toepassingen. Dergelijke inspanningen zouden ook nieuwe wegen kunnen openen voor de ontwikkeling van vaccins voor andere bacteriële ziekten. + Verder verkennen

Oraal toegediend tumorvaccin veelbelovend in diermodellen