Brasilianska och europeiska forskare har visat exakt hur en nanoteknologibaserad förening levererar ett oralt vaccin mot hepatit B till immunsystemet. När partiklar som innehåller kiseldioxid och ett antigen kombineras, även om de är olika stora, de når tarmen utan att förstöras av surheten i matsmältningssystemet.

En förening av nanostrukturerad SBA-15-kiseldioxid och HBsAg, ytantigenet för hepatit B, underkastades olika typer av röntgenbilder i europeiska laboratorier.

Den nanostrukturerade kiseldioxiden har utvecklats av forskare vid University of São Paulos Physics Institute (IF-USP) i Brasilien. Antigenet skapades av Butantan Institute, som också finns i São Paulo. Resultaten publiceras i Vetenskapliga rapporter .

Syftet med studien var att förstå hur ett 22 nanometer stort antigen binder till kiseldioxidnanorör med en diameter på cirka 10 nanometer och en bikakeliknande struktur. En nanometer (1 nm) är en miljarddels meter. Studier utförda vid USP avslöjade mätningarna av både antigenet och kiseldioxidnanorören med användning av liten vinkelröntgenspridning (SAXS), dynamisk ljusspridning (DLS), och transmissionselektronmikroskop.

"Trots storleksskillnaden, tester [på djur] gav ett utmärkt immunsvar mot oralt vaccin – lika bra som den injicerbara formen eller bättre, sa Márcia Fantini, professor vid IF-USP.

Röntgen- och neutronavbildning koordinerades av Heloisa Bordalo, en brasiliansk forskare vid Köpenhamns universitets Niels Bohr Institute i Danmark. I samarbete med andra forskare i Danmark samt kollegor i Frankrike, Tyskland, Sverige och Schweiz, Bordalo överlämnade föreningen till röntgenspridning med liten vinkel (SAXS), bland andra tekniker.

De tredimensionella bilderna som erhölls med dessa tekniker visade att även om antigenet inte kom in i nanorören, den hölls kvar i 50 nm makroporer mellan nanorören. Detta skyddade det från surheten i matsmältningssystemet.

Bilderna gjorde det också möjligt för forskarna att bestämma den ideala andelen kiseldioxid och HBsAg så att antigenet inte agglomererade, hindrar spridningen av den aktiva beståndsdelen i patientens tarm. "De orala och intranasala vägarna är naturliga sätt att administrera vaccin. Naturen är det bästa vaccinationsmedlet. ett vaccin som innehåller ett protein, som i detta fall, förstörs av hög surhet och sina egna proteaser när de passerar genom magen, så att det inte når immunförsvaret, speciellt tunntarmen, " sa Osvaldo Augusto Sant "Anna, Vetenskaplig ledare vid Butantan Institute och ansvarig för utvecklingen av HbsAg-antigenet.

Innan du går vidare till kliniska prövningar, teamet kommer att testa polymerer som kan användas för att täcka hela strukturen och öka läkemedlets motståndskraft mot människans mage. I djurförsök, formuleringen visade sig vara lika effektiv som det injicerade vaccinet, om inte mer så, för att leverera antigenet till tarmen, där immunförsvaret kan upptäcka det och producera antikroppar mot viruset.

Enligt Världshälsoorganisationen (WHO) cirka 257 miljoner människor lever för närvarande med hepatit B över hela världen.

Polyvaccin

Genom ett projekt som stöds av FAPESP, gruppen ledd av Sant"Anna, Fantini och Bordalo utvecklar nu nya antigener att lägga till substansen. Tanken är att ha åtminstone ett trippelvaccin genom att lägga till andra antigener mot difteri och stelkramp.

Dock, formuleringen kan utvecklas till att bli ett polyvaccin som också immuniserar människor mot kikhosta, poliomyelit och Haemophilus influenzae typ B (Hib), bakterien som orsakar hjärnhinneinflammation och lunginflammation, bland andra sjukdomar.

Antigenerna måste bekämpa sjukdomarna utan att störa varandra. "Det har varit mycket intressanta resultat med difteri, och vi ska nu testa det för stelkramp, initialt i injicerbar form, "Sant" sa Anna.