Forskere slår guld med nanoteknologivaccine

Forskere i USA har udviklet en ny vaccinationsmetode, der bruger små guldpartikler til at efterligne en virus og transportere specifikke proteiner til kroppens specialiserede immunceller.

Teknikken adskiller sig fra den traditionelle tilgang med at bruge døde eller inaktive vira som en vaccine og blev demonstreret i laboratoriet ved hjælp af et specifikt protein, der sidder på overfladen af ​​respiratorisk syncytialvirus (RSV).

Resultaterne er offentliggjort i dag, 26 juni, i IOP Publishings tidsskrift Nanoteknologi af et team af forskere fra Vanderbilt University.

RSV er den førende virale årsag til nedre luftvejsinfektioner, forårsager flere hundrede tusinde dødsfald og anslået 65 millioner infektioner om året, primært hos børn og ældre.

De skadelige virkninger af RSV kommer, delvis, fra et bestemt protein, kaldet F-proteinet, som dækker overfladen af ​​virussen. Proteinet gør det muligt for virussen at trænge ind i cellers cytoplasma og får også celler til at klæbe sammen, gør virussen sværere at fjerne.

Kroppens naturlige forsvar mod RSV er derfor rettet mod F-proteinet; imidlertid, indtil nu, forskere har haft svært ved at skabe en vaccine, der leverer F-proteinet til de specialiserede immunceller i kroppen. Hvis det lykkes, F-proteinet kunne udløse et immunrespons, som kroppen kunne 'huske', hvis en person blev inficeret med den rigtige virus.

I denne undersøgelse skabte forskerne usædvanligt små guld nanorods, kun 21 nanometer bred og 57 nanometer lang, som havde næsten nøjagtig samme form og størrelse som selve virussen. Guld nanorods blev med succes coatet med RSV F-proteiner og var bundet stærkt takket være de unikke fysiske og kemiske egenskaber af selve nanoroderne.

Forskerne testede derefter guldnanorodernes evne til at levere F-proteinet til specifikke immunceller, kendt som dendritiske celler, som blev taget fra voksne blodprøver.

Dendritiske celler fungerer som processerende celler i immunsystemet, tager de vigtige oplysninger fra en virus, såsom F-proteinet, og præsentere det for celler, der kan udføre en handling mod dem - T-cellerne er blot et eksempel på en celle, der kan handle.

Når først de F-proteinovertrukne nanorods blev tilføjet til en prøve af dendritiske celler, forskerne analyserede spredningen af ​​T-celler som en proxy for et immunrespons. De fandt ud af, at de proteinovertrukne nanorods fik T-cellerne til at proliferere betydeligt mere sammenlignet med ikke-coatede nanorods og kun F-proteinet alene.

Ikke alene beviste dette, at de coatede nanorrods var i stand til at efterligne virussen og stimulere et immunrespons, det viste også, at de ikke var giftige for menneskelige celler, tilbyder betydelige sikkerhedsfordele og øger deres potentiale som en ægte human vaccine.

Hovedforfatter af undersøgelsen, Professor James Crowe, sagde:"En vaccine mod RSV, som er hovedårsagen til viral lungebetændelse hos børn, er hårdt tiltrængt. Denne undersøgelse viser, at vi har udviklet metoder til at putte RSV F-protein i usædvanligt små partikler og præsentere det for immunceller i et format, der fysisk efterligner virussen. Desuden, partiklerne i sig selv er ikke smitsomme."

På grund af alsidigheden af ​​guld nanorods, Professor Crowe mener, at deres potentielle anvendelse ikke er begrænset til RSV.

"Denne platform kan bruges til at udvikle eksperimentelle vacciner til stort set alle virus, og faktisk andre større mikrober såsom bakterier og svampe.

"De undersøgelser, vi udførte, viste, at kandidatvaccinerne stimulerede menneskelige immunceller, når de blev interageret i laboratoriet. De næste trin til test ville være at teste, om vaccinerne virker in vivo eller ej," fortsatte professor Crowe.