Forskare i USA har utvecklat en ny vaccinationsmetod som använder små guldpartiklar för att efterlikna ett virus och föra specifika proteiner till kroppens specialiserade immunceller.
Tekniken skiljer sig från den traditionella metoden att använda döda eller inaktiva virus som vaccin och demonstrerades i labbet med ett specifikt protein som sitter på ytan av respiratoriskt syncytialvirus (RSV).
Resultaten har publicerats idag, 26 juni, i IOP Publishings tidskrift Nanoteknik av ett team av forskare från Vanderbilt University.
RSV är den ledande virala orsaken till nedre luftvägsinfektioner, orsakar flera hundra tusen dödsfall och uppskattningsvis 65 miljoner infektioner per år, främst hos barn och äldre.
De skadliga effekterna av RSV kommer, till viss del, från ett specifikt protein, kallas F-proteinet, som täcker virusets yta. Proteinet gör det möjligt för viruset att komma in i cellernas cytoplasma och får även celler att hålla ihop, gör viruset svårare att eliminera.
Kroppens naturliga försvar mot RSV är därför riktat mot F-proteinet; dock, ända tills nu, forskare har haft svårt att skapa ett vaccin som levererar F-proteinet till de specialiserade immuncellerna i kroppen. Om det lyckas, F-proteinet skulle kunna utlösa ett immunsvar som kroppen kunde "komma ihåg" om en person blev infekterad med det riktiga viruset.
I denna studie skapade forskarna exceptionellt små guld nanorods, bara 21 nanometer bred och 57 nanometer lång, som hade nästan exakt samma form och storlek som själva viruset. Guldnanoroderna belades framgångsrikt med RSV F-proteinerna och var starkt bundna tack vare de unika fysikaliska och kemiska egenskaperna hos själva nanoroderna.
Forskarna testade sedan förmågan hos guldnanoroderna att leverera F-proteinet till specifika immunceller, kända som dendritiska celler, som togs från vuxna blodprover.
Dendritiska celler fungerar som bearbetande celler i immunsystemet, tar den viktiga informationen från ett virus, såsom F-proteinet, och presentera det för celler som kan utföra en åtgärd mot dem – T-cellerna är bara ett exempel på en cell som kan vidta åtgärder.
När de F-proteinbelagda nanoroderna väl tillsattes till ett prov av dendritiska celler, forskarna analyserade spridningen av T-celler som en proxy för ett immunsvar. De fann att de proteinbelagda nanoroderna fick T-cellerna att proliferera betydligt mer jämfört med icke-belagda nanorods och bara F-proteinet.
Detta bevisade inte bara att de belagda nanoroderna kunde efterlikna viruset och stimulera ett immunsvar, det visade också att de inte var giftiga för mänskliga celler, erbjuder betydande säkerhetsfördelar och ökar deras potential som ett verkligt humant vaccin.
Huvudförfattare till studien, Professor James Crowe, sa:"Ett vaccin mot RSV, som är den främsta orsaken till viral lunginflammation hos barn, behövs verkligen. Denna studie visar att vi har utvecklat metoder för att lägga RSV F-protein i exceptionellt små partiklar och presentera det för immunceller i ett format som fysiskt efterliknar viruset. Vidare, partiklarna i sig är inte smittsamma."
På grund av guldnanorodernas mångsidighet, Professor Crowe menar att deras potentiella användning inte är begränsad till RSV.
"Denna plattform kan användas för att utveckla experimentella vacciner för praktiskt taget alla virus, och faktiskt andra större mikrober som bakterier och svampar.
"Studierna vi utförde visade att kandidatvaccinerna stimulerade mänskliga immunceller när de interagerades i labbet. Nästa steg för att testa skulle vara att testa om vaccinerna fungerar in vivo eller inte", fortsatte professor Crowe.
