Vaccineingredienser kan gemme sig i små molekylebiblioteker

Mange vacciner indeholder ingredienser kaldet adjuvanser, der hjælper med at gøre dem mere effektive ved at fremkalde et stærkere immunrespons. Det er lige blevet nemmere at identificere potentielle adjuvanser, takket være en tilgang beskrevet af forskere ved Kyoto University's Institute for Integrated Cell-Material Sciences (iCeMS) og kolleger i tidsskriftet Angewandte Chemie .

Holdet af kemikere og biologer i Japan rapporterer, at de fandt et molekyle, der når det tilføjes til en vaccine, styrker immunresponset lige så godt som et almindeligt anvendt adjuvans. Vaccineadjuvanser er en væsentlig del af klinisk anvendte antigenvacciner, såsom influenza, vacciner mod hepatitis og livmoderhalskræft.

"Hjælpestoffer genererer et robust og langvarigt immunrespons, men dem der i øjeblikket er i brug, som aluminiumsalte og olie-i-vand-emulsioner, blev udviklet i 1920'erne, og vi forstår ikke præcist, hvordan de fungerer, Derfor kaldes de ofte immunologers lille beskidte hemmelighed, " siger iCeMS kemisk biolog Motonari Uesugi, der ledede undersøgelsen.

Den nye adjuvans blev opdaget ved at screene et bibliotek med 8, 000 små molekyler for deres evne til selvsamling. Molekylær selvsamling er den spontane selvorganisering af molekyler gennem ikke-elektrondelingsbindinger. Dette er et velkendt koncept inden for materialevidenskab, som også bruges af levende organismer til at udføre komplekse biologiske funktioner.

"Vi antog, at strukturer, der kommer sammen gennem molekylær selvsamling, kan efterligne strukturer i patogener, som virus, stimulere en lignende immunrespons, " siger Uesugi.

Holdet fandt 116 molekyler, der kan samle sig selv og screenede dem derefter for evnen til at øge interleukin-6-ekspression af makrofager. Makrofager er immunceller, der opdager og "spiser" patogener, der cirkulerer i kroppen. De frigiver også proteiner, såsom interleukin-6, som aktiverer andre immunceller.

Forskningen førte til opdagelsen af ​​et molekyle kaldet cholicamid. Dette molekyle samles selv for at danne en virus-efterlignende struktur, der er opslugt af makrofager og lignende immunceller. Strukturerne transporteres til specialiserede vakuoler for at kombinere med en specifik receptor kaldet vejlignende receptor 7, hvilket udløser et øget immunrespons. Specifikt, det fører til frigivelse af immunstimulerende signaler som interleukin-6.

Yderligere undersøgelser og sammenligninger viste, at cholicamid var lige så potent til at inducere et immunrespons som adjuvansen Alun, når det tilsættes til en influenzavaccine givet til mus.

"Vores undersøgelse, så vidt vi ved, er den første rapport om brug af et lille molekylebibliotek til opdagelse af vaccineadjuvans, " siger Uesugi. "Vi håber, at den nye tilgang baner vejen for at opdage og designe selvsamlende små molekyle adjuvanser mod patogener, inklusive nye vira."

Yderligere undersøgelser er nødvendige for at bestemme, hvordan cholicamid efterligner de enkelte RNA-tråde af vira for at aktivere vejlignende receptor 7. Forskerne vil også forstå, hvordan cholicamid binder sig til receptoren for at belyse virkningerne af denne interaktion.