Emory postdoktor Sudhir Pai Kasturi, Doktorsexamen, skapade små partiklar fyllda med molekyler som aktiverar avgiftsliknande receptorer. Han arbetade med kollegan Niren Murthy, Doktorsexamen, docent vid Wallace H. Coulter Institutionen för biomedicinsk teknik vid Georgia Tech och Emory University.

Vaccinforskare säger att deras "Holy Grail" är att stimulera immunitet som varar livet ut. Levande virusvacciner som vacciner mot koppor eller gul feber ger immunskydd som varar i flera decennier, men trots deras framgångar, forskare har förblivit i mörkret om hur de framkallar så långvarig immunitet.

Forskare vid Emory Vaccine Center har utformat små nanopartiklar som liknar virus i storlek och immunologisk sammansättning och som framkallar livslång immunitet hos möss. De utformade partiklarna för att efterlikna de immunstimulerande effekterna av ett av de mest framgångsrika vaccinerna som någonsin utvecklats - gula febervaccinet. Partiklarna, tillverkad av biologiskt nedbrytbara polymerer, har komponenter som aktiverar två olika delar av det medfödda immunsystemet och kan användas omväxlande med material från många olika bakterier eller virus.

Resultaten beskrivs i veckans nummer av Natur .

"Dessa resultat tar upp ett mångårigt pussel inom vaccinologi:hur orsakar framgångsrika vacciner långvarig immunitet?" Säger seniorförfattaren Bali Pulendran, Doktorsexamen, Charles Howard Candler professor i patologi och laboratoriemedicin vid Emory University School of Medicine och forskare vid Yerkes National Primate Research Center.

"Dessa partiklar kan ge ett omedelbart sätt att sträcka ut knappa förnödenheter när tillgången till viralt material är begränsad, såsom pandemisk influensa eller under en infektion som växer fram. Dessutom, det finns många sjukdomar, som hiv, malaria, tuberkulos och dengue, som fortfarande saknar effektiva vacciner, där vi räknar med att denna typ av immunförstärkare kan spela en roll. ”

En injektion av det levande virala gula febervaccinet, utvecklades på 1930 -talet av Nobelprisvinnaren Max Theiler, kan skydda mot sjukdomsframkallande former av viruset i årtionden. Pulendran och hans kollegor har undersökt hur människor reagerar på vaccinet mot gula febern, i hopp om att imitera det.

Många år sedan, de konstaterade att vaccinet mot gula febern stimulerade flera Toll -liknande receptorer (TLR) i det medfödda immunsystemet. TLR finns i såväl insekter som däggdjur, fåglar och fiskar. De är molekyler som uttrycks av celler som kan känna av bitar av virus, bakterier och parasiter och kan aktivera immunsystemet. Pulendrans grupp visade att immunsystemet kände av vaccinet mot gula febern via flera TLR, och att detta krävdes för immuniteten som induceras av vaccinet.

“TLR är som det sjätte sinnet i våra kroppar, eftersom de har en utmärkt förmåga att känna av virus och bakterier, och förmedla denna information för att stimulera immunsvaret, ”Säger Pulendran. "Vi fann att för att få det bästa immunsvaret, du måste träffa mer än en sorts avgiftsliknande receptor. Vårt mål var att skapa en syntetisk partikel som klarar denna uppgift. ”

Emory postdoktor Sudhir Pai Kasturi, Doktorsexamen, skapade små partiklar fyllda med molekyler som aktiverar avgiftsliknande receptorer. Han arbetade med kollegan Niren Murthy, Doktorsexamen, docent vid Wallace H. Coulter Institutionen för biomedicinsk teknik vid Georgia Tech och Emory University.

"Vi är mycket glada över att bygga på denna plattform för att utforma förbättrade vacciner för befintliga och framväxande infektionssjukdomar" säger Kasturi, huvudförfattaren som arbetar i Pulendrans laboratorium vid Emory Vaccine Center. En av partiklarnas komponenter är MPL (monofosforyllipid A), en komponent i bakteriecellväggar, och den andra är imiquimod, en kemikalie som efterliknar effekterna av viralt RNA. Partiklarna är gjorda av PLGA - poly (mjölksyra) -co- (glykolsyra) - en syntetisk polymer som används för biologiskt nedbrytbara transplantat och suturer.

Alla tre komponenterna är FDA -godkända för mänskligt bruk individuellt. I flera decennier har det enda FDA -godkända vaccinetillsatsen var alun, tills ett vaccin för livmoderhalscancer innehållande MPL godkändes 2009. På grund av skillnader i immunsystem mellan möss och apor, forskarna ersatte imiquimod med den relaterade kemiska resiquimoden för apaxperiment.

Hos möss, partiklarna kan stimulera produktionen av antikroppar mot proteiner från influensavirus eller mjältbrandbakterier flera storleksordningar mer effektivt än alun, författarna hittade. Dessutom, immuncellerna kvarstår i lymfkörtlar i minst 18 månader, nästan musens livstid. I experiment med apor, nanopartiklar med viralt protein kan framkalla robusta svar som är större än fem gånger svaret som induceras av en dos av samma virala protein som ges av sig själv, utan nanopartiklar.