Forskare föreslår ett möjligt covid-19-vaccin som kan vara goda nyheter för att motstå nuvarande och framtida pandemier, såväl som för nålfobiker:inhalerbara vacciner.

Scott Medina, Penn State biträdande professor i biomedicinsk teknik, arbetar på en DNA-baserad, nanopartikelaerosolvaccin för SARS-CoV-2, viruset som orsakar covid-19-sjukdomar. Dock, DNA-baserade vacciner har ännu inte använts i stor utsträckning på grund av flera problem, såsom snabb nedbrytning av vaccinerna av vävnadsenzymer och begränsat upptag i celler.

Medina sa att lösningen på dessa problem är att skapa en mer effektiv syntetisk nanopartikel.

"Vi försöker utveckla en nanopartikel som kan förbättra leveransen av DNA-baserade inhalerbara vacciner, "Sade Medina. "När den väl har deponerats i lungan, målet för nanopartiklar, och internaliseras av, respiratoriska immunceller. Immuncellerna bearbetar sedan DNA:t och omvandlar det till ett viralt protein, vilket i sin tur stimulerar immuncellerna att känna igen och döda viruset om patienten skulle bli infekterad."

Om det lyckas, detta kan potentiellt innebära snabbare utveckling av akut nödvändiga vacciner.

"Genom att använda DNA som kodar virala proteiner, istället för själva det inaktiva viruset för vacciner, vi kan snabbt screena och utveckla terapeutiska kandidater, ", sa Medina. "Detta kan tillåta oss att skapa, testa och sedan kliniskt distribuera vacciner mycket snabbare än traditionella utvecklingsmetoder, som är brådskande för att snabbt sprida sjukdomar som COVID-19."

Medina kommer att förbereda och optimera de DNA-laddade partiklarna och validera deras förmåga att stimulera viral proteinproduktion i immunceller. De kommer sedan att nå ut till samarbetspartners för djurförsök. Arbetet passar bra med Medinas labbforskning, som kombinerar kemisk biologi och nanoteknik för att utveckla nya diagnostiska och terapeutiska verktyg för cancer och infektionssjukdomar.

"Nyligen, vi har arbetat med att utveckla partiklar som riktar sig mot lungimmunceller för att utveckla universella influensavacciner med Angela Pannier vid University of Nebraska, och vi kommer nu att vända denna teknik mot COVID-19, sa Medina.

Medina ser hur han och andra forskare har flyttat sitt arbete till pandemisvar som en del av den kollektiva ansträngningen av vårdpersonal, arbetare, anställda och andra för att bekämpa covid-19.

"Som ingenjörer, vi trivs med förmågan att utveckla nya lösningar på utmanande problem, ", sa Medina. "Det är lätt att känna sig hjälplös i situationer som dessa, och att kunna använda vår kompetens för att potentiellt göra skillnad inspirerar oss att fortsätta framåt."