Vacciner kan göras över 25 % effektivare genom att lägga till vänsterhänta kirala guldnanopartiklar som adjuvans, enligt en studie från ett internationellt samarbete där brasilianska forskare deltog. En artikel som rapporterar resultaten publiceras i Nature .

Tre forskargrupper samarbetade i studien, en knuten till University of Michigan i USA och en annan med Jiangnan University i Kina. Den brasilianska gruppen leddes av André Farias de Moura, professor vid kemiavdelningen vid Federal University of São Carlos (UFSCar) och en forskare vid Center for Development of Functional Materials (CDMF), ett av forsknings-, innovations- och spridningsorganen Center (RIDC) finansierade av FAPESP.

Studien involverade inte covid-19-vaccin eftersom den började långt före pandemin. Forskarna använde vaccin som utvecklats för att bekämpa en specifik influensavirusstam. Även om detta inte är den stam som för närvarande cirkulerar i Brasilien, kan resultaten i princip generaliseras för alla typer av vaccin, uppenbarligen med kompletterande studier från fall till fall. Anledningen är att vänsterhänta kirala guldnanopartiklar inte är den aktiva ingrediensen, utan ett adjuvans som potentierar mottagarens immunsvar.

"Nyckeln till att förstå bidraget från dessa nanopartiklar är begreppet kiralitet, som gäller ett objekt eller system som inte kan läggas ovanpå sin egen spegelbild", sa Moura till Agência FAPESP.

Kiralitet är alltså en typ av asymmetri. Termen kommer från kheir, det antika grekiskan för hand, och det bästa exemplet är just skillnaden mellan vänster och höger hand. När vi håller upp händerna mot en spegel är handen vi ser till höger vår vänstra hand och vice versa.

"Allt som lever på jorden är kiralt. Kirala molekyler kan ha helt olika egenskaper beroende på om de är vänster- eller högerhänta. De två kirala formerna av samma molekyl är kända som enantiomerer," sa Moura. "Ett tragiskt exempel är talidomid, ett läkemedel som skrivs ut till gravida kvinnor mot illamående på morgonen i slutet av 1950- och 1960-talet. Det gjorde att barn föddes med en rad missbildningar. En av enantiomererna i ämnet hade den förväntade terapeutiska effekten, men andra atrofierade fostrets lemmar."

Nanopartiklar 

Forskningen inom nanomaterial har avancerat tillräckligt för att göra det möjligt för forskare att separera en enantiomer fullständigt, förklarade Moura, och studien som rapporterades i Nature baserades på denna möjlighet. "Vi började med guldnanopartiklar, som är symmetriska och saknar kiralitet. De är akirala. Vi inducerade först kiralitet i dem genom att låta dem interagera med aminosyran cystein, och intensifierade sedan den inducerade kiraliteten genom att exponera dem för polariserat ljus med hjälp av aminosyran. surt fenylalanin som en ljusskördande antenn", sa han.

Kiralitet mäts i "g-faktor" på en skala från minus två (-2) till plus två (+2). Proceduren som användes i studien gjorde det möjligt för forskarna att överskrida 0,4 och resulterade i tre nanopartiklar:det ursprungliga akirala guldet, den högerhänta enantiomeren och den vänsterhänta enantiomeren.

"Inledningsvis testade vi nanopartiklarna på mänskliga immunceller odlade in vitro och fann att de kirala nanopartiklarna inducerade produktion av substanser associerade med ett immunsvar även i frånvaro av ett antigen - vilken substans som helst som kan utlösa antikroppsproduktion. Denna typ av reaktion är exakt vad ett adjuvans gör i ett vaccin," sa Moura.

Därefter testade forskarna nanopartiklarna på influensaviruset. "Vi fann att enantiomererna avsevärt förbättrade vaccinets effektivitet," sa Moura. "Särskilt orsakade den vänsterhänta enantiomeren en 25,8 % ökning i effektivitet jämfört med den högerhänta enantiomeren, och en ännu större ökning jämfört med den akirala nanopartikeln."

Kunskapen är publicerad och tillgänglig för alla som vill använda den, betonade Moura. "Det kan användas av alla tillverkare av alla typer av vaccin, inklusive vacciner för nya varianter av SARS-CoV-2 eller influensa. Vi är inte vaccinutvecklare, men vi erbjuder denna grundläggande kunskap som en ny teknisk plattform för dem vilka är", sa han. + Utforska vidare

Använda kirala guldnanopartiklar för att förbättra immunsvaret