En ny slags vaccine baseret på edderkoppesilke

For at bekæmpe kræft, forskere bruger i stigende grad vacciner, der stimulerer immunsystemet til at identificere og ødelægge tumorceller. Imidlertid, det ønskede immunrespons er ikke altid garanteret. For at styrke vaccinernes effektivitet på immunsystemet - og især på T-lymfocytter, specialiseret i påvisning af kræftceller - forskere fra universiteterne i Genève (UNIGE), Freiburg (UNIFR), München, og Bayreuth, i samarbejde med det tyske firma AMSilk, har udviklet edderkoppesilkemikrokapsler, der er i stand til at levere vaccinen direkte til hjertet af immunceller. denne proces, offentliggjort i tidsskriftet Biomaterialer , kunne også anvendes på forebyggende vacciner for at beskytte mod infektionssygdomme, og udgør et vigtigt skridt hen imod vacciner, der er stabile, let at bruge, og modstandsdygtig over for de mest ekstreme opbevaringsforhold.

Vores immunsystem er stort set baseret på to typer celler:B-lymfocytter, som producerer de antistoffer, der er nødvendige for at forsvare sig mod forskellige infektioner, og T-lymfocytter. I tilfælde af kræft og visse infektionssygdomme som tuberkulose, T-lymfocytter skal stimuleres. Imidlertid, deres aktiveringsmekanisme er mere kompleks end B-lymfocytternes:at udløse et respons, det er nødvendigt at bruge et peptid, et lille stykke protein, som hvis det injiceres alene, nedbrydes hurtigt af kroppen, selv før den når sit mål.

"At udvikle immunterapeutiske lægemidler, der er effektive mod kræft, det er vigtigt at generere en signifikant respons af T-lymfocytter, " siger professor Carole Bourquin, en specialist i antitumorimmunterapier ved UNIGE's medicinske og naturvidenskabelige fakulteter, der ledede dette arbejde. "Da de nuværende vacciner kun har begrænset virkning på T-celler, det er afgørende at udvikle andre vaccinationsprocedurer for at overvinde dette problem."

En næsten uforgængelig kapsel

Forskere brugte syntetiske edderkoppesilkebiopolymerer - en letvægts, biokompatibel, ugiftigt materiale, der er meget modstandsdygtigt over for nedbrydning fra lys og varme.

"Vi genskabte denne specielle silke i laboratoriet for at indsætte et peptid med vaccineegenskaber, " forklarer Thomas Scheibel, en verdensspecialist i edderkoppesilke fra University of Bayreuth, der deltog i undersøgelsen. "De resulterende proteinkæder saltes derefter ud for at danne injicerbare mikropartikler."

Silkemikropartikler danner en transportkapsel, der beskytter vaccinepeptidet mod hurtig nedbrydning i kroppen, og leverer peptidet til midten af ​​lymfeknudecellerne, hvorved T-lymfocyt-immunreaktionerne øges betydeligt. "Vores undersøgelse har bevist gyldigheden af ​​vores teknik, " afslører Carole Bourquin. "Vi har demonstreret effektiviteten af ​​en ny vaccinationsstrategi, der er ekstremt stabil, let at fremstille og let at tilpasse."

På vej mod en ny vaccinemodel

De syntetiske silke biopolymerpartikler viser en høj modstandsdygtighed over for varme, tåler over 100°C i flere timer uden skader. I teorien, denne proces ville gøre det muligt at udvikle vacciner, der ikke kræver adjuvanser og kølekæder. En ubestridelig fordel, især i udviklingslande, hvor en af ​​de store vanskeligheder er bevarelsen af ​​vacciner. En af begrænsningerne ved denne proces, imidlertid, er størrelsen af ​​mikropartiklerne:mens konceptet i princippet kan anvendes på ethvert peptid, som alle er små nok til at blive inkorporeret i silkeproteiner, yderligere forskning er nødvendig for at se, om det også er muligt at inkorporere de større antigener, der bruges i standardvacciner, især mod virussygdomme.

"Mere og mere, videnskabsmænd forsøger at efterligne naturen i det, den er bedst til, " tilføjer Scheibel. "Denne tilgang har endda et navn:bioinspiration, hvilket er præcis, hvad vi har gjort her." Egenskaberne ved edderkoppesilke gør det til et særligt interessant produkt:biokompatibelt, solid, tynd, biologisk nedbrydeligt, modstandsdygtig over for ekstreme forhold og endda antibakteriel, man kan forestille sig flere applikationer, inklusive sårforbindinger eller suturer.