Forskare från Institute of Process Engineering (IPE) vid den kinesiska vetenskapsakademin har föreslagit ett nytt "nano-mikrokomposit" leveranskoncept för vacciner.
Baserat på denna idé har de utvecklat en endos, torrpulver, inhalerbar vaccinplattform med hjälp av nano-mikrokompositstrukturer på flera nivåer, som framgångsrikt har framställts i laboratoriet, och vaccinet har visat sig vara effektivt för att blockera luftvägsvirus. infektion och överföring i djurmodeller. Denna plattform har ett stort löfte för att bekämpa framtida framväxande och epidemiska infektionssjukdomar.
Denna studie publicerades i Nature den 13 december.
Under de senaste åren har forskare gjort betydande framsteg när det gäller att utveckla vacciner mot infektionssjukdomar i luftvägarna. De flesta av dessa vacciner administreras dock genom intramuskulär injektion, vilket primärt inducerar ett humoralt immunsvar och förlitar sig på blodantikroppar för att neutralisera viruset. Tyvärr misslyckas detta tillvägagångssätt med att utlösa ett slemhinneimmunsvar och etablera en robust immunbarriär i luftvägarna.
Dessutom är adjuvanser som vanligtvis används i nuvarande vacciner, t.ex. aluminiumadjuvans, oförmögna att inducera cellulära immunsvar och är ineffektiva för att bekämpa snabba virala mutationer. Dessutom kräver den nuvarande flytande formen av vacciner strikta lagringsförhållanden vid låga temperaturer, och vaccinationsschemat med två eller tre doser påverkar också den totala vaccinationshastigheten.
För att ta itu med dessa problem behövs tvärvetenskaplig integration och innovativa forskningskoncept för att utveckla säkrare och effektivare vacciner mot luftvägsinfektioner.
Prof. Wei Wei och Prof. Ma Guanghui, från State Key Laboratory of Biochemical Engineering vid IPE, i tvärvetenskapligt samarbete med Prof. Wang Hengliang och Prof. Zhu Li, från State Key Laboratory of Pathogen and Biosecurity. , har utvecklat en ny vaccinplattform för att tackla dessa utmaningar.
Denna plattform kombinerar biologiskt nedbrytbara mikrosfärer med proteinnanopartiklar. Ytan på dessa nanopartiklar kan samtidigt visa flera antigener, vilket inducerar ett brett spektrum av immunsvar och utökar sortimentet av vaccinskydd. Det möjliggör också snabb och bekväm utveckling av andra respiratoriska virusvacciner på grund av flexibiliteten i antigenpresentationen.
Dessutom möjliggör plattformens unika nano-mikrokompositstruktur ett effektivt immunsvar i lungorna genom att underlätta högpresterande leverans. När antigen-nanopartiklarna väl har frigjorts kan de effektivt tas upp av antigenpresenterande celler.
Dessutom minskar detta torrpulvervaccin avsevärt lagrings- och transportkostnaderna, vilket gör det lämpligt för områden med begränsade kylanläggningar, vilket förbättrar immuniseringshastigheten.
Dessutom inducerar den fördröjda frisättningen av antigener i vaccinet långvarig humoral, cellulär och mukosal immunitet med bara en enda inhalation. I senare samarbete med professor He Zhanlong vid Institutet för medicinsk biologi vid den kinesiska akademin för medicinska vetenskaper, utvecklade forskarna en modell för luftburet skydd, skydd för närkontakt och luftburen transmissionsblockering, som beskrev fördelarna med inhalationsvaccin för att förhindra virusinfektion och överföring.
"Komponenterna i detta nano-mikrosystem använde naturliga proteiner och godkända polymermaterial, och vaccinets effektivitet och säkerhet har systematiskt studerats hos icke-mänskliga primater, vilket indikerar dess stora potential för klinisk översättning", säger prof Wei Wei.
Mer information: Guanghui Ma, inhalerat SARS-CoV-2-vaccin för endosimmunisering av torrpulver aerosol (N&V), Natur (2023). DOI:10.1038/s41586-023-06809-8. www.nature.com/articles/s41586-023-06809-8
Zhou Xing et al, ett nästa generations inhalerbart torrpulver COVID-vaccin, Nature (2023). DOI:10.1038/d41586-023-03557-7 , doi.org/10.1038/d41586-023-03557-7
Journalinformation: Natur
Tillhandahålls av Chinese Academy of Sciences
