En stimulerande hudvaccination med ett biologiskt nedbrytbart mikronålsplåster och protein konstruerat från sekvenser av influensavirussubtyper kan förbättra effektiviteten hos konventionella influensavacciner, enligt en studie ledd av Georgia State University.

För att öka skyddet som erbjuds av vanliga influensavacciner, Dr. Baozhong Wangs grupp gjorde ett fusionsprotein (4M2e-tFliC) med fyra olika sekvenser av M2e från fyra olika influensasubtyper. M2e är en peptid, en förening av två eller flera aminosyror kopplade i en kedja, finns bland alla influensastammar. Fusionsproteinet innehåller också flagellin (FliC), en peptid som finns i nästan alla bakterier med flageller (fransliknande bihang) som fungerar som en stark katalysator när den administreras tillsammans med andra antigener, eller främmande ämnen som inducerar ett immunsvar i kroppen.

Forskarna kondenserade proteinet till mikronålsplåstret genom ett samarbete med Dr Mark R. Prausnitz från Georgia Institute of Technology. Mikronålsplåstret är genererat av en biokompatibel polymer, och de små nålarna på plåstret löses upp och släpper ut vaccinet snabbt i huden.

Studien fann möss som fick ett konventionellt inaktiverat vaccin, ett vaccin som består av patogener som odlats i kultur och sedan dödats, följt av en hudapplicerad upplösande 4M2e-tFliC mikronålsförstärkning kunde bättre upprätthålla det humorala immunitetsantikroppssvaret mot influensavirusinfektion jämfört med när de fick det konventionella vaccinet enbart. Resultaten, publiceras i Journal of Controlled Release , erbjuda ett nytt perspektiv för universella influensavacciner.

"Vår studie visar att M2e-baserade vacciner avsevärt förbättrar immunsvar och stärker skyddsfunktioner mot influensavirusinfektion, sa Wang, docent vid Institutet för biomedicinska vetenskaper i Georgia State. "Vi fann att ett hudapplicerat 4M2e-tFliC-mikronålsplåster ökade immuniseringen för mottagare av säsongsvaccin och kan vara ett snabbt tillvägagångssätt för att öka den skyddande effekten av säsongsvacciner som svar på influensavirusutmaningar. M2e-antigenet är en lovande kandidat för utvecklingen av universella influensavacciner."

Influensavirus är en av de allvarligaste luftvägspatogenerna som drabbar människor och orsakar cirka fem miljoner sjukdomar och 250, 000 till 500, 000 dödsfall varje år över hela världen. Det uppskattas att en plötslig uppkomst av en influensapandemi kan döda cirka 60 miljoner människor globalt.

Vaccination är en effektiv metod för att förhindra influensavirusinfektion, men cirkulerande virus kan snabbt genomgå antigena förändringar, eller små förändringar i generna hos influensavirus som sker över tid när viruset replikerar, som kan minska eller eliminera effekten av säsongsbetonade influensavacciner. För att bekämpa en influensapandemi orsakad av antigendrift, en snabb, Det krävs en kostnadseffektiv vaccinationsmetod för att ge ett bredare korsskydd mot säsongsbetonad och pandemisk influensavirusinfektion och främja långsiktig immunitet.

Det biologiskt nedbrytbara mikronålsplåstret, som är utformad för att leverera vacciner i hudens epidermis och dermis, är en ny teknik för vaccintillförsel och skulle kunna förbättra vaccinets förmåga att provocera fram ett immunsvar i kroppen. Huden är en potent plats för vaccination eftersom den har ett överflöd av blodkärl och lymfkärl, samt många olika immuncellstyper. Också, många celler i huden uttrycker TLR5, en receptor för FliC som aktiverar det medfödda immunförsvaret. Att kombinera hudleveransen av M2e-antigenet med tFliC som katalysator skapar en stark synergi.

I den här studien, möss immuniserades med inaktiverade influensavacciner, och fyra veckor senare fick de en av följande stimulerande immuniseringar:intramuskulär injektion av 4M2e-tFliC-fusionsprotein, mikronålsplåster hudvaccination av 4M2e-tFliC eller ett placebo mikronålsplåster utan antigenet.

Forskarna testade om en 4M2e-tFliC-förstärkande immunisering kunde påverka immunsvaret som induceras av inaktiverade influensavacciner. Mössen utmanades med H1N1- och H3N2-influensavirus och övervakades dagligen för kroppsviktsförändringar och överlevnad under 14 dagar. Nivåerna av influensavirustiter i lungorna hos djur vars kroppar hade byggt upp antikroppar mot influensavirus mättes, och blodprover, lungor, mjältar och benmärg samlades in och bearbetades.

Möss som fick microneedle patch boost visade signifikant förbättrad överlevnad och cellulära immunsvar. Resultaten indikerade också att hudvaccination med 4M2e-tFliC bidrog till en långsiktig antikroppsmedierad immunitet.