Bakterievesikler belagt på guld-nanopartikler for at bekæmpe TB

Forskere fra Indian Institute of Science (IISc) har designet en ny metode til at levere en vaccinekandidat mod tuberkulose (TB). Det involverer at bruge sfæriske vesikler udskilt af bakterier belagt på guld nanopartikler, som derefter kan leveres til immunceller. Dette kan potentielt udløse et immunrespons og tilbyde beskyttelse mod sygdommen.

Forårsaget af bakterien Mycobacterium tuberculosis dræber TB over en million mennesker på verdensplan hvert år. Den eneste effektive vaccine, der i øjeblikket er i brug, er BCG-vaccinen. Den indeholder en svækket form af den sygdomsfremkaldende bakterie. Når det sprøjtes ind i vores blodbane, udløser det produktionen af ​​antistoffer, der kan hjælpe med at bekæmpe sygdommen.

Selvom BCG-vaccinen virker godt hos børn, er den ikke så effektiv til at beskytte unge og voksne. Dette fik Rachit Agarwal, adjunkt ved Center for BioSystems Science and Engineering (BSSE), IISc, og hans gruppe til at udvikle en potentiel underenhedsvaccinekandidat, der kun indeholder dele af den infektiøse bakterie for at stimulere et immunrespons.

Forskere har tidligere udviklet underenhedsvacciner baseret på kun en håndfuld proteiner fra de sygdomsfremkaldende bakterier, men ingen af ​​dem har hidtil været effektive. I stedet besluttede Agarwals gruppe at bruge Ydre Membrane Vesikler (OMV'er). OMV'er er sfæriske membranbundne partikler frigivet af nogle bakterier og indeholder et udvalg af proteiner og lipider, som kan inducere et immunrespons mod patogenet.

"De er sikrere sammenlignet med en levende bakterie, og da de er membranafledte, indeholder de alle slags antigener," forklarer Agarwal, seniorforfatter af papiret offentliggjort i Biomaterials Advances . Underenhedsvacciner indeholder typisk kun et begrænset antal antigener - bakterielle proteiner, der kan fremkalde et immunrespons i værten. I modsætning hertil indeholder OMV'er en række antigener og kan inducere et bedre immunrespons, ifølge forskerne.

Mycobacterium-afledte OMV'er er normalt ustabile og kommer i forskellige størrelser, hvilket gør dem uegnede til vaccineapplikationer. Men OMV'erne belagt på guldnanopartikler (OMV-AuNP'er) af IISc-teamet viste sig at være ensartede i størrelse og stabile. Forskerne fandt også, at humane immunceller viste en højere optagelse af OMV-AuNP'er end af OMV'er eller guldnanopartikler alene.

"At producere OMV'erne er en kompleks proces, og det var udfordrende at skalere det op," siger Avijit Goswami, en tidligere postdoktor ved BSSE og en af ​​de første forfattere af undersøgelsen.

"For at syntetisere OMV-AuNP'erne tvinges OMV'erne og guldnanopartiklerne sammen gennem et 100 nm filter. OMV'erne bryder op i processen og indkapsler guldnanopartiklerne," forklarer Edna George, tidligere postdoc ved BSSE, og med- første forfatter til undersøgelsen.

I undersøgelsen blev immunceller dyrket i laboratoriet behandlet med OMV'er afledt af Mycobacterium smegmatis, en beslægtet bakterieart, der ikke forårsager sygdom hos mennesker. I fremtidige undersøgelser planlægger holdet at udvikle guldbelagte OMV'er afledt direkte fra Mycobacterium tuberculosis og teste dem på dyremodeller for at bringe resultaterne videre til kliniske anvendelser. En sådan indsats kunne åbne nye veje for udvikling af vacciner mod andre bakteriesygdomme. + Udforsk yderligere

Oralt administreret tumorvaccine viser lovende i dyremodeller