Science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Onderzoekers ontwikkelen een nieuw platform voor inhalatievaccins met droog poeder

Een nieuw "nano-microcomposiet" leveringsconcept voor geïnhaleerd vaccin:het combineert biologisch afbreekbare microcapsules met eiwitnanodeeltjes die meerdere antigenen vertonen, induceert zo een breedspectrum immuunrespons en breidt het bereik van vaccinbescherming uit. Credit:IPE, CAS

Onderzoekers van het Institute of Process Engineering (IPE) van de Chinese Academie van Wetenschappen hebben een nieuw “nano-microcomposiet” leveringsconcept voor vaccins voorgesteld.



Op basis van dit idee hebben ze een inhaleerbaar vaccinplatform in droge poedervorm met een enkele dosis ontwikkeld, waarbij gebruik wordt gemaakt van nano-microcomposietstructuren met meerdere niveaus. Dit platform is met succes in het laboratorium bereid. Het is aangetoond dat het vaccin effectief is in het blokkeren van respiratoire virale infecties. infectie en overdracht in diermodellen. Dit platform is veelbelovend voor de bestrijding van toekomstige opkomende en epidemische infectieziekten.

Deze studie is gepubliceerd in Nature op 13 december.

De afgelopen jaren hebben onderzoekers aanzienlijke vooruitgang geboekt bij de ontwikkeling van vaccins voor infectieuze luchtwegziekten. De meeste van deze vaccins worden echter toegediend via intramusculaire injectie, die voornamelijk een humorale immuunrespons induceert en afhankelijk is van bloedantilichamen om het virus te neutraliseren. Helaas slaagt deze aanpak er niet in om een ​​mucosale immuunrespons op te wekken en een robuuste immuunbarrière in de luchtwegen te creëren.

Bovendien zijn adjuvantia die gewoonlijk in de huidige vaccins worden gebruikt, bijvoorbeeld aluminiumadjuvantia, niet in staat cellulaire immuunreacties te induceren en zijn ze niet effectief bij het bestrijden van snelle virale mutaties. Bovendien vereist de huidige vloeibare vorm van vaccins strikte opslagomstandigheden bij lage temperaturen, en het vaccinatieschema met twee of drie doses heeft ook invloed op de algehele vaccinatiegraad.

Om deze problemen aan te pakken zijn interdisciplinaire integratie en innovatieve onderzoeksconcepten nodig om veiligere en efficiëntere vaccins tegen luchtweginfecties te ontwikkelen.

Constructie en mechanisme van een enkelvoudig inhalatievaccin met droog poeder. Credit:Ma Guanghui's groep

Met deze aanpak hebben prof. Wei Wei en prof. Ma Guanghui, van het State Key Laboratory of Biochemical Engineering bij IPE, in interdisciplinaire samenwerking met prof. Wang Hengliang en prof. Zhu Li, van het State Key Laboratory of Pathogen and Biosecurity , hebben een nieuw vaccinplatform ontwikkeld om deze uitdagingen aan te pakken.

Dit platform combineert biologisch afbreekbare microsferen met eiwitnanodeeltjes. Het oppervlak van deze nanodeeltjes kan tegelijkertijd meerdere antigenen vertonen, waardoor een breedspectrum immuunrespons wordt geïnduceerd en het bereik van vaccinbescherming wordt uitgebreid. Het maakt ook de snelle en gemakkelijke ontwikkeling van andere respiratoire virusvaccins mogelijk dankzij de flexibiliteit van de antigeenpresentatie.

Bovendien maakt de unieke nano-microcomposietstructuur van het platform een ​​efficiënte immuunrespons in de longen mogelijk door hoogwaardige toediening mogelijk te maken. Zodra de antigeen-nanodeeltjes vrijkomen, kunnen ze efficiënt worden opgenomen door antigeenpresenterende cellen.

Bovendien verlaagt dit droogpoedervaccin de opslag- en transportkosten aanzienlijk, waardoor het geschikt wordt voor gebieden met beperkte koelfaciliteiten, waardoor de immunisatiepercentages worden verbeterd.

Bovendien induceert de aanhoudende afgifte van antigenen in het vaccin langdurige humorale, cellulaire en mucosale immuniteit met slechts één enkele inhalatie. In latere samenwerking met prof. He Zhanlong van het Instituut voor Medische Biologie van de Chinese Academie voor Medische Wetenschappen ontwikkelden de onderzoekers een model voor bescherming via de lucht, bescherming tegen nauw contact en blokkering van overdracht via de lucht, waarin de voordelen van geïnhaleerd vaccin voor het voorkomen van de ziekte werden beschreven. virusinfectie en -overdracht.

“De componenten van dit nano-microsysteem maakten gebruik van natuurlijke eiwitten en goedgekeurde polymeermaterialen, en de effectiviteit en veiligheid van het vaccin zijn systematisch onderzocht bij niet-menselijke primaten, wat wijst op het grote potentieel voor klinische vertaling ervan”, aldus prof. Wei Wei.

Meer informatie: Guanghui Ma, geïnhaleerd SARS-CoV-2-vaccin voor aërosolimmunisatie met een enkele dosis droog poeder (N&V), Natuur (2023). DOI:10.1038/s41586-023-06809-8. www.nature.com/articles/s41586-023-06809-8

Zhou Xing et al., Een inhaleerbaar droog poeder-COVID-vaccin van de volgende generatie, Nature (2023). DOI:10.1038/d41586-023-03557-7 , doi.org/10.1038/d41586-023-03557-7

Journaalinformatie: Natuur

Aangeboden door de Chinese Academie van Wetenschappen




Meer >

Meer >

Hoofdlijnen

  1. Onderzoeksteam kijkt naar het verleden voor inzichten over de toekomst van megafauna
  2. Bacterieel controlemechanisme voor aanpassing aan veranderende omstandigheden
  3. In bijensterfte, fungiciden komen naar voren als onwaarschijnlijke schurk
  4. Onthullingen van 17 miljoen jaar oude apentanden kunnen leiden tot nieuwe inzichten over de vroege menselijke evolutie
  5. De voordelen van anaërobe ademhaling
  6. Jonge vleermuizen leren vleermuisdialecten van hun nestgenoten
  7. Factoren die de groei van micro-organismen beïnvloeden
  8. EU-parlement stemt voor verbod controversiële onkruidverdelger in 2022
  9. Team ontdekt nieuwe mechanismen voor DNA-stabiliteit

Wetenschap