Vacciner for at øge immuniteten, hvor det tæller, ikke kun i nærheden af ​​skudsted

Forskere ved Duke University Medical Center har skabt syntetiske nanopartikler, der målretter lymfeknuder og i høj grad øger vaccineresponser, sagde hovedforfatter Ashley St. John, Ph.D., en forsker ved Duke-NUS Graduate Medical School.

Artiklen blev offentliggjort online i tidsskriftet Naturmaterialer den 22. januar.

I øjeblikket antages alle andre adjuvanser (stoffer tilsat vacciner for at hjælpe med at booste immunresponset) at øge immuniteten på det hudsted, hvor vaccinen injiceres i stedet for at gå til lymfeknuderne, hvor de mest effektive immunreaktioner opstår. Den nuværende undersøgelse brugte mus til at vise, at det er muligt at flytte leveringsvejen direkte til lymfeknuderne.

Forskerne baserede deres strategi på deres observation af, at mastceller, som er celler, der findes i huden, og som bekæmper infektioner, kommunikerer også direkte til lymfeknuderne ved at frigive nanopartikler kaldet granulat.

"Vores strategi er unik, fordi vi har baseret vores biokonstruerede partikler på dem, der naturligt produceres af mastceller, som effektivt løser det samme problem, som vi forsøger at løse med at bekæmpe infektion, " sagde St. John, der er i Duke-NUS-programmet i nye infektionssygdomme.

Det syntetiske granulat består af en kulhydratrygrad, der holder små, indkapslede inflammatoriske mediatorer, såsom tumornekrosefaktor (TNF). Disse partikler, ved indsprøjtning, efterligne egenskaberne af granulatet fundet i naturlige celler, og de syntetiske partikler målretter også mod de drænende lymfeknuder og sørger for den tidsindstillede frigivelse af det indkapslede materiale.

Traditionelle vaccineadjuvanser kan hjælpe antigener (den lille del af et patogen, der injiceres under vaccination, som kroppen reagerer på) med at bestå, så kroppen kan få en immunreaktion og opbygge antistoffer, så når et rigtigt patogen, såsom influenzavirus ankommer, det vil blive erobret. Alternativt adjuvanser kan aktivere celler kaldet dendritiske celler, som opsamler patogene dele og skal rejse fra huden til lymfeknuder, hvor immunreaktioner igangsættes.

Duke holdet, imidlertid, har skabt en vaccineadjuvans af nanopartikler, der er i stand til at rejse fra injektionspunktet til lymfeknuderne, hvor de virker på mange celletyper i immunsystemet for at anspore til den rigtige reaktion for en stærkt øget immunrespons.

Forskerne fandt ud af, at de kunne bruge denne adjuvans i vaccinationer af mus med influenza A-virus.

I niveauer af influenzaviruseksponering, der ville være dødelig i typiske mus, de vaccinerede mus var i stand til at bekæmpe sygdommen og havde en øget overlevelsesrate, takket være den effektive immunrespons stimulerede partiklerne.

Forskerne viste også, at de kunne belaste den samme type partikler med en anden immunfaktor, IL-12, der rettede en reaktion mod et andet sæt lymfocytter. Dette er et vigtigt fund, da visse typer infektioner kræver specialiserede reaktioner for at blive overmandet af kroppen.

St. John sagde, at fleksibiliteten af ​​de syntetiske partikler og deres evne til at målrette mod visse lymfeknuder repræsenterede en ny vej til personlig medicinsk behandling - personlig vaccine.

Senior forfatter Soman Abraham, Ph.D., professor i patologi, immunologi og molekylær genetik og mikrobiologi hos Duke i Durham, N.C., og nye infektionssygdomme hos Duke-NUS, er forsigtigt optimistisk over, at de mastcelle-inspirerede syntetiske partikler snart kan finde vej til menneskelig brug.

"Det bør ikke vare længe, ​​fordi alle de individuelle cytokiner (immunsystemfaktorer) og yderligere materialer, der er indlæst i disse partikler, allerede er FDA-godkendt til brug i mennesker, " sagde Abraham. "Der er stor interesse for nanopartikel-baseret terapi, men vi baserer vores materialer på vores observation af mastceller i naturen. Dette er en informeret applikation til at levere det rigtige materiale til det rigtige sted i kroppen for at få den mest effektive immunreaktion."