Платформа интраназальной вакцины имеет потенциал для более эффективных вакцин, с меньшим количеством побочных эффектов

Платформа интраназальной вакцины имеет потенциал для более эффективных вакцин, с меньшим количеством побочных эффектов
Изображение самособирающихся пептидных нановолокон, которые в настоящее время исследуются для создания вакцин. Предоставлено: Collier Lab.

Продолжающаяся пандемия COVID-19 проливает свет на разработку вакцин. По мере того, как многочисленные вакцины проходят клинические испытания, врачи и исследователи продолжают работать над разработкой новых вакцинных технологий для создания наиболее эффективных вакцин с наименьшими побочными эффектами.

Новое экспериментальное исследование, проведенное учеными из Чикагского университета и Университета Дьюка, демонстрирует потенциал одной такой платформы с использованием самособирающихся пептидных нановолокон, меченных антигенами, чтобы подготовить иммунную систему к потенциальному вторжению.

Их исследование, опубликованное в Science Advances 7 августа 2020 года, показало, что эти нановолокна могут вызывать иммунный ответ и активировать Т-клетки без использования дополнительных адъювантов, которые могут вызывать воспаление и связаны с обычными побочными эффектами вакцины, такими как болезненность в месте инъекции или субфебрильная температура.

«Мы хотели понять, как организм обрабатывает эту систему нановолокон, от первого взаимодействия с иммунной системой до момента, когда это привело к полному иммунному ответу», — сказала соавтор исследования Анита Чонг, доктор философии, профессор хирургии Медицинского университета Чикаго. «Чтобы визуализировать захват нановолокон, мы решили попробовать интраназальный путь, потому что он даст нам доступ к дендритным клеткам в легких и позволит нам отслеживать их движение в дренирующие лимфатические узлы».

Дендритные клетки, выстилающие поверхности легких и кишечника, действуют как первая точка соприкосновения с врожденной иммунной системой. Эти клетки связываются и поглощают антигены, обнаруженные на поверхности вторгающихся патогенов, затем разворачиваются и представляют антигены на своей собственной клеточной поверхности другим клеткам иммунной системы, включая Т- и В-клетки. Это позволяет Т-клеткам инициировать иммунный ответ и подготовиться к защите организма от вторгшихся бактерий, грибков или вирусов.

В ходе исследования исследователи использовали свою платформу из нановолокон для тестирования особого вида вакцины, называемой субъединичной вакциной, в которой используется только определенный белок, предназначенный для действия в качестве основного антигена для стимуляции иммунного ответа. Это отличается от других видов вакцин, таких как живые аттенуированные вакцины или инактивированные вакцины, которые бросают вызов иммунной системе, вводя весь вирус в менее вирулентной или неактивной форме.

У каждого типа вакцины есть свои преимущества и недостатки; Живые аттенуированные вакцины могут обеспечить максимальную защиту, но, поскольку они содержат настоящий патоген, их часто нельзя использовать для пациентов с ослабленной иммунной системой.

«Основным преимуществом субъединичных вакцин является безопасность, поскольку они не связаны с репликацией живых патогенов», — сказал первый автор Юхуи Си, доктор философии, научный сотрудник Калифорнийского университета в Чикаго. «С другой стороны, чтобы повысить свою эффективность, субъединичным вакцинам требуются адъюванты и повторяющиеся дозы для индукции длительного иммунитета против болезни».

У адъювантов есть большой недостаток — они вызывают воспаление. «Это затрудняет поиск баланса между получением достаточно сильного иммунного ответа и максимально возможной безопасностью вакцины и отсутствием побочных эффектов», — сказал соавтор исследования Джоэл Коллиер, доктор философии, доцент кафедры биомедицинской инженерии. в Университете Дьюка.

«Разработанное нами волокно уникально тем, что не требует воспаления», — продолжил он. «Сама структура, похоже, способна активировать дендритные клетки, чтобы запустить иммунный ответ. Но до сих пор у нас не было реального понимания того, какие пути были задействованы в этом процессе, поэтому это исследование дает некоторое представление о том, что происходит. на «.

Исследователи говорят, что отсутствие адъювантов имеет много преимуществ. «Помимо проблем с воспалением, адъюванты требуют, чтобы вакцины хранились в холодильнике», — сказал Чонг. «Без них пептиды достаточно термостабильны и могут быть доставлены в виде сухого порошка для преобразования в нановолокна на месте, что упрощает доставку вакцин в районы с ограниченными ресурсами».

Исследователи полагают, что основная сила их нановолоконных каркасов заключается в том, что они обеспечивают физическую структуру, которая представляет антигены дендритным клеткам, что упрощает врожденной иммунной системе распознавание антигенов и начало реакции.

«Я думаю, что не было достаточного внимания к пониманию физических структур, окружающих антигены, и информации, которые они предоставляют иммунной системе», — сказал Чонг. «Эта система позволит нам начать выделять сигналы, которые доставляются физической структурой; дополняют ли они растворимые химические адъюванты или отличаются от них?»

Хотя исследование было предназначено в первую очередь для раскрытия механизма, с помощью которого нановолокна могут вызывать иммунный ответ, результаты также демонстрируют, что эта платформа имеет большой потенциал для создания безопасных и эффективных интраназальных вакцин.

«Мы увидели, что пептидные волокна сами по себе вызывают сильный иммунный ответ через интраназальный путь», — сказал Коллиер. «Этот способ отлично подходит для соблюдения режима вакцинации, потому что он не требует использования иглы. Некоторым людям трудно использовать иглы, в том числе и мне! Они могут вызвать вазовагальный ответ, в результате чего люди теряют сознание, и это трудно контролировать. Устранение иглы от платформы вакцины могут помочь с этой проблемой и могут означать, что больше людей будут искать вакцину «.

Эта платформа также позволит врачам и ученым более точно определять иммунный ответ для обеспечения наилучшей защиты от болезней. Они привели пример SARS-CoV-2, нового коронавируса, вызывающего COVID-19, в качестве примера, когда возможность тонкой настройки иммунного ответа и доставки вакцины непосредственно в наиболее пораженные ткани может быть полезной.

«Мы пока не знаем, какие антигены будут максимально защищать от COVID-19», — сказал Коллиер. «Это позволит нам очень точно нацеливать и производить антитела и Т-клетки, которые обеспечат максимальную защиту».

Исследователи заявили, что интраназальная платформа и подобная сублингвальная платформа, которая включает распыление вакцины под язык, имеют большой потенциал. «Эти маршруты не только безыгольные, что делает их более легкими и удобными для людей, но они также могут напрямую вызывать иммунный ответ в легких или тканях слизистой оболочки», — сказал Чонг. «Многие инфекции происходят оральным и респираторным путями, включая COVID-19, поэтому возможность вызвать иммунный ответ в нужной области тела очень полезна и может сделать вакцину более защитной»./P>

Spread the love