För många av oss, en influensaspruta är en höstrutin. Kavla upp en ärm, ta en nål till överarmen och hoppas att årets vaccin matchar vilka virus som än cirkulerar genom vintern.

Den vanligaste metoden för att göra det vaccinet är nu mer än 70 år gammal. Det kräver växande virus i speciella, patogenfria kycklingägg. Det är ingen snabb och enkel tillverkningsprocess. Och, i bästa fall, det ger ofullständigt skydd.

Forskare från Iowa State University, University of Iowa och University of Wisconsin-Madison – alla anslutna till Iowa State's Nanovaccine Institute – arbetar tillsammans för att utveckla och testa vad de tror kan vara ett bättre sätt att bekämpa influensan.

"Vad vi gör är ett helt nytt tillvägagångssätt, sa Thomas Waldschmidt, biträdande direktör för Nanovaccine Institute, Clement T. och Sylvia H. Hanson ordförande i immunologi och professor i patologi i Iowa. "Det här är ett helt annat bollspel."

Vad forskarna gör är att ladda syntetiserade influensaproteiner i nanopartiklar. Dessa nanopartiklar är cirka 300 miljarddels meter i diameter och är gjorda av biologiskt nedbrytbara polymerer. Nanopartiklarna införlivas i en nässpray och levereras med en sniff. Baserat på förstudier, forskare tror att nanovaccinet kommer att aktivera båda typerna av immunceller (T-celler och B-celler) och ge skydd i de övre luftvägarna (näsan, hals och röstlåda) och nedre luftvägarna (luftröret och lungorna).

Allt detta kan innebära bättre skydd mot influensa än dagens typiska influensaspruta.

Letar efter mer komplett skydd

National Institutes of Health stöder studien av ett influensa-nanovaccin med en femårig, 2,8 miljoner dollar i bidrag.

Kevin Legge, en docent i patologi i Iowa, leder studien. I forskargruppen ingår även Waldschmidt; Balaji Narasimhan, direktören för Nanovaccine Institute och en Anson Marston Distinguished Professor in Engineering och Vlasta Klima Balloun Chair i Chemical and Biological Engineering i Iowa State; och Thomas Friedrich, en docent i patobiologiska vetenskaper vid Wisconsin.

Än så länge, forskarna har testat ett influensa-nanovaccin på möss, illrar och grisar. Den aktuella studien kräver också tester på apor.

Legge sa att dagens influensavaccin aktiverar B-celler och deras produktion av antikroppar. Dessa antikroppar cirkulerar i hela kroppen och attackerar virus genom att binda till dem, belägga dem och inaktivera dem. Antikroppar signalerar också andra defensiva celler att attackera och förstöra viruset.

Gnagarstudier har visat att influensananovaccin driver B-cells- och T-cellsaktivitet, sa Legge. T-celler bekämpar sjukdomar genom att attackera celler som har infekterats av ett virus.

Aktivering av både B-celler och T-celler ger "en högre nivå av skydd, ", sa Legge. "Detta är en mer komplett, robust svar på vaccination."

Legge och Narasimhan sa att nanovaccinen också verkar vara bättre på att bygga immunitet i lungorna än nuvarande influensaskott eller influensadimman som var vanlig för flera år sedan och som inte längre rekommenderas av Centers for Disease Control and Prevention.

Narasimhan sa att det finns andra fördelar med ett influensanovaccin:det kan lätt laddas med proteiner syntetiserade från många olika typer av influensa, det kan modifieras och produceras snabbt (forskarna kallar det "plug-and-play"-teknik) och det kan förvaras säkert under långa perioder i rumstemperatur.

Teknologin, han sa, har potential att kontrollera alla rutor för ett bättre influensavaccin.

Att lära sig mekanismerna, testa olika typer

Men det finns mer att lära sig om ett influensananovaccine innan det är tillgängligt varje höst.

Legge och Waldschmidt sa att de vill förstå hur, exakt, nanovaccinet ger skydd mot influensa. De vill också ytterligare definiera hur vaccinet aktiverar ett immunsvar från B-celler och T-celler.

De kommer också att studera nanovaccins effektivitet mot olika typer av influensa, inklusive dödliga stammar som H5N1, eller fågelinfluensan.

"Vi vill bekräfta att denna vaccinplattform kommer att fungera med alla influensalaster, " sa Waldschmidt.

Narasimhan sa att det också är viktigt att hitta precis rätt storlek på nanopartiklar för ett influensanovaccin.

"Det är 'Guldlocksproblemet' "" sa han. "För stort är inte bra och för litet är inte bra. Vi letar efter precis rätt."

Och, projektet kommer att omfatta tester av influensa-nanovaccin på några av aporna som studerats av Friedrich i Wisconsin.

Det är viktigt att studera nanovaccin hos apor eftersom deras andningsvägar och immunsystem liknar dem hos människor, sa Friedrich.

"Apor är där för att ge oss förtroende för att det som finns i mössstudier verkligen är relevant för människor, " sa han. "Och om problem upptäcks i apastudier, Vaccinet kan justeras för att göra det mer effektivt innan det går till mänskliga försök."

Friedrich sa också att aporna som används i denna studie förväntas återhämta sig från alla sjukdomar och kommer att användas i andra studier.

Ett mönsterprojekt

På många sätt, Narasimhan sa att denna studie är en modell för hur Nanovaccine Institute ska fungera.

Studien, till exempel, har ett forskarlag byggt över institutioner och discipliner. Studien lanserades med interna anslag från Nanovaccine Institute och University of Iowas Carver Trust Medical Research Initiative. Dessa anslag gav de preliminära uppgifter som var nödvändiga för att vinna ett bidrag på flera miljoner dollar från NIH:s National Institute of Allergy and Infectious Diseases.

Institutet växte från såddfinansiering som tilldelades 2013 av Iowa State's Presidential Initiative for Interdisciplinary Research. Narasimhan sa då att tanken var att skapa ett drömteam av nanovaccineforskare som kan revolutionera förebyggande och behandling av sjukdomar. Sista juni, State Board of Regents godkände att göra initiativet till ett fullständigt forskningsinstitut på Iowa State campus. Den omfattar nu 70 forskare från 21 institutioner. De studerar för närvarande nanovacciner och nanoterapier för luftvägsinfektioner, neurala störningar, tropiska sjukdomar, cancer och veterinärmedicinska sjukdomar. Än så länge, institutets forskare har fått mer än 18 miljoner dollar i anslag.

"Vi skapar mini drömteam för vart och ett av dessa områden, ", sa Narasimhan. "På grund av det tävlar vi om bidrag och vinner nationell och internationell framträdande plats."

Och, på grund av institutets arbete, vår rutin för höstinfluensa kan en dag innehålla en dos nanovaccine.