Science >> Wetenschap >  >> nanotechnologie

Kandidaat voor een nanodeeltjesvaccin blijkt in vroege onderzoeken veelbelovend tegen het opkomende door teken overgedragen virus

Moleculair ontwerp en biochemische en antigene karakterisering van ferritine nanodeeltjes (FT) en DBV Gn Head-ferritine (GnH-FT) nanodeeltjes. (A) Schematische weergave van GnH-FT gebaseerd op eerder opgeloste structuren en domeinen van DBV Gn en Gc. Het construct werd getransfecteerd naar HEK293T-cellen om het celsupernatant 72 uur na transfectie te verzamelen voor zuivering. SP, signaalpeptide; TM, transmembraandomein. (B en C) Grootte-uitsluitingschromatogrammen om FT (B) en GnH-FT (C) te zuiveren met behulp van respectievelijk Superdex 200 Verhoog 10/300 GL en Superose 6 Verhoog 10/300 GL-kolommen op het Bio-Rad NGC-chromatografiesysteem. Fracties die overeenkomen met de gekleurde pijlen werden afzonderlijk verzameld voor verdere analyse. (D en E) Fracties van chromatogrammen met uitsluiting op grootte van FT en GnH-FT werden verder geanalyseerd door gradiënt (7% -20%) SDS-PAGE en Coomassie Brilliant Blue-kleuring. Fracties die overeenkomen met de zwarte en rode pijlen van FT- en GnH-FT-zuiveringen werden op SDS-PAGE-gel geladen zonder koken ("NB") en met koken ("B") om de door de kop gemedieerde demontage van het 24-meer nanodeeltje te karakteriseren. Intact FT-nanodeeltje en GnH-FT-nanodeeltje hebben elk een verwacht molecuulgewicht van ongeveer 432 kDa en 1.560 kDa. Geveinsde FT- en GnH-FT-monomeer hebben elk een verwacht molecuulgewicht van 18 kDa en 65 kDa. (F) Western-blot-analyse van verschillende fracties verzameld uit het GnH-FT-grootte-uitsluitingschromatogram. In huis gegenereerd monoklonaal antilichaam van muizen dat het DBV-GnH-gebied herkent, werd gebruikt om GnH-FT-subeenheidmonomeren te detecteren. Krediet:mBio (2023). DOI:10.1128/mbio.01868-23

Onderzoekers van Cleveland Clinic hebben nanodeeltjes gebruikt om een ​​potentieel kandidaat-vaccin te ontwikkelen tegen het Dabie Bandavirus, voorheen bekend als Severe Fever with Thrombocytopenia Syndrome Virus (SFTSV), een door teken overgedragen virus dat momenteel geen preventie, behandeling of genezing kent.



Het vaccin, waarvoor patent is aangevraagd, maakt gebruik van nanodeeltjes om de antigenen te vervoeren die instructies bevatten voor het bestrijden van een virus. Nanodeeltjesvaccins zijn ontworpen om effectief antigenen af ​​te geven in een lagere dosis met minder bijwerkingen voor risicogroepen – inclusief volwassenen ouder dan 50 jaar, die het meest kwetsbaar zijn voor SFTSV en het meest vatbaar voor bijwerkingen van het vaccin.

Het preklinische onderzoek, gepubliceerd in mBio , werd geleid door Jae Jung, Ph.D., directeur van Sheikha Fatima bint Mubarak Global Center for Pathogen and Human Health Research in de Cleveland Clinic.

"Het Pathogen Center is opgericht om zich voor te bereiden op en te beschermen tegen toekomstige mondiale gezondheidscrises voordat ze beginnen", zegt Dr. Jung, die tevens afdelingsvoorzitter van Kankerbiologie en directeur van Infectiebiologie is. "Er is al een wanhopige behoefte aan een SFTSV-vaccin in Azië. Ons doel was om er een te ontwikkelen voordat het ook in Amerika nodig is."

De Wereldgezondheidsorganisatie had enkele jaren geleden verklaard dat SFTSV “dringende onderzoeksaandacht” nodig had, en het wordt nog steeds als een bedreiging beschouwd door de National Institutes of Health in de VS. Het virus verspreidt zich via de Aziatische longhorn-teek, een soort die al voorkomt in 19 Amerikaanse staten, waaronder Ohio. Het kan zich soms ook van mens tot mens verspreiden, vooral in een ziekenhuisomgeving.

Momenteel kunnen artsen alleen de symptomen van het virus aanpakken en geïnfecteerde patiënten gehydrateerd en comfortabel houden. Hoewel veel mensen milde symptomen ervaren, kunnen volwassenen ouder dan 50 jaar ernstig ziek worden en te maken krijgen met een sterftecijfer van 30%.

De voordelen van nanodeeltjes

Deze zelfde populatie ondervindt helaas bepaalde bijwerkingen van het vaccin waar jongeren doorgaans geen last van hebben.

“We worden gevoeliger voor bepaalde bijwerkingen van vaccins naarmate we ouder worden”, zegt eerste auteur Dokyun (Leo) Kim. "We wilden een behandeling ontwikkelen die leeftijdsafhankelijk is en veilig kan worden gegeven aan de mensen die deze het meest nodig hebben."

Nanodeeltjesvaccins zijn veelbelovend voor de behandeling van deze risicogroepen, omdat de antigenen samengebundeld zijn, in plaats van vrij door ons lichaam te zweven. Omdat onze immuuncellen gemakkelijker ‘bundels’ antigenen op een nanodeeltje kunnen vinden, kan het vaccin effectief zijn bij een lagere dosis. Wanneer de vaccindosering wordt verlaagd, worden ook de mogelijke bijwerkingen verminderd, zo blijkt uit voorlopig onderzoek uitgevoerd door Kim.

Het laboratorium van Dr. Jung hoopt het SFTSV-vaccin vervolgens op mensen te testen, en Kim zegt dat de mogelijkheden daar niet ophouden.

"We werken eraan om onze nanodeeltjestechnologie op andere virussen toe te passen", zegt hij. "We hebben al een kandidaat voor COVID-19 ontwikkeld en we zullen niet snel stoppen."

Meer informatie: Dokyun Kim et al., Zelfassemblerend Gn-kopferritine-nanodeeltjesvaccin biedt volledige bescherming tegen de dodelijke uitdaging van het Dabie-bandavirus bij oudere fretten, mBio (2023). DOI:10.1128/mbio.01868-23

Journaalinformatie: mBio

Aangeboden door Cleveland Clinic