On-demand-vacciner mulige med konstruerede nanopartikler

Vacciner bekæmper sygdomme og beskytter befolkninger mod udbrud, men den livreddende teknologi giver plads til forbedringer. Vacciner laves normalt i massevis på centrale steder langt væk fra, hvor de vil blive brugt. De er dyre at sende og opbevare på køl, og de har en tendens til at have kort holdbarhed.

University of Washingtons ingeniører håber, at en ny type vaccine, de har vist sig at virke i mus, en dag vil gøre det billigere og nemt at fremstille on-demand-vacciner til mennesker. Immuniseringer kan administreres inden for få minutter, hvor og når en sygdom bryder ud.

"Vi er virkelig begejstrede for denne teknologi, fordi den gør det muligt at fremstille en vaccine på stedet. F.eks. en feltlæge kunne se begyndelsen på en epidemi, lav vaccinedoser med det samme, og tæppevaccinere hele befolkningen i det berørte område for at forhindre spredning af en epidemi, " sagde François Baneyx, en UW professor i kemiteknik og hovedforfatter til et nyligt papir offentliggjort online i tidsskriftet Nanomedicin .

Forskningen blev finansieret af en Grand Challenges Explorations-bevilling fra Bill &Melinda Gates Foundation og National Institutes of Health.

I typiske vacciner, svækkede patogener eller proteiner, der findes på overfladen af ​​mikrober og vira, injiceres i kroppen sammen med forbindelser kaldet adjuvanser for at forberede en persons immunsystem til at bekæmpe en bestemt sygdom. Men standardformuleringer virker ikke altid, og feltet søger måder at fremstille vacciner hurtigere, billigere og skræddersyet til specifikke smittestoffer, sagde Baneyx.

UW-teamet injicerede mus med nanopartikler syntetiseret ved hjælp af et konstrueret protein, der både efterligner virkningen af ​​en infektion og binder til calciumphosphat, den uorganiske forbindelse, der findes i tænder og knogler. Efter otte måneder, mus, der fik sygdommen, lavede tre gange antallet af beskyttende "dræber" T-celler - et tegn på en langvarig immunrespons - sammenlignet med mus, der havde modtaget proteinet, men ingen calciumphosphat-nanopartikler.

Nanopartiklerne ser ud til at virke ved at transportere proteinet til lymfeknuderne, hvor de har større chance for at møde dendritiske celler, en type immuncelle, der er sparsom i hud og muskler, men spiller en nøglerolle i aktivering af stærke immunresponser.

I et virkeligt scenarie, gensplejsede proteiner baseret på dem, der vises på overfladen af ​​patogener, vil blive frysetørret eller dehydreret og blandet med vand, calcium og fosfat til at lave nanopartiklerne. Dette burde virke med mange forskellige sygdomme og være særligt nyttigt for virusinfektioner, der er svære at vaccinere imod, sagde Baneyx.

Han advarede, imidlertid, at det kun er blevet bevist i mus, og udviklingen af ​​vacciner ved hjælp af denne metode er ikke begyndt for mennesker.

Fremgangsmåden kan være nyttig i fremtiden til at vaccinere mennesker i udviklingslande, især når ledetid og ressourcer er knappe, sagde Baneyx. Det ville reducere omkostningerne ved ikke at skulle stole på køling, og vacciner kunne fremstilles med rudimentært udstyr mere præcist, målrettede tal. Vaccinerne kunne fremstilles og leveres ved hjælp af et engangsplaster, som en bandage, hvilket en dag kunne mindske brugen af ​​uddannet personale og kanyler.