Chirale guldnanopartikler øger vaccinens effektivitet med mere end 25 %, tyder undersøgelse på

Vacciner kan gøres over 25 % mere effektive ved at tilføje venstrehåndede chirale guldnanopartikler som adjuvanser, ifølge en undersøgelse foretaget af et internationalt samarbejde, hvori brasilianske forskere deltog. En artikel, der rapporterer resultaterne, udgives i Nature .

Tre forskergrupper samarbejdede om undersøgelsen, en tilknyttet University of Michigan i USA og en anden med Jiangnan University i Kina. Den brasilianske gruppe blev ledet af André Farias de Moura, professor i kemiafdelingen ved Federal University of São Carlos (UFSCar) og en forsker ved Center for Development of Functional Materials (CDMF), en af ​​forsknings-, innovations- og formidlingsafdelingerne Centre (RIDC'er) finansieret af FAPESP.

Undersøgelsen involverede ikke COVID-19-vacciner, fordi den begyndte længe før pandemien. Forskerne brugte vacciner udviklet til at bekæmpe en specifik influenzavirusstamme. Selvom dette ikke er den stamme, der i øjeblikket cirkulerer i Brasilien, kan resultaterne i princippet generaliseres for enhver type vaccine, åbenbart med supplerende undersøgelser fra sag til sag. Årsagen er, at venstrehåndede chirale guldnanopartikler ikke er den aktive ingrediens, men en adjuvans, der forstærker modtagerens immunrespons.

"Nøglen til at forstå bidraget fra disse nanopartikler er begrebet chiralitet, som gælder for et objekt eller system, der ikke kan overlejres på sit eget spejlbillede," fortalte Moura Agência FAPESP.

Kiralitet er altså en form for asymmetri. Udtrykket er afledt af kheir, det oldgræske for hånd, og det bedste eksempel er netop forskellen mellem venstre hånd og højre hånd. Når vi holder hænderne op mod et spejl, er den hånd, vi ser til højre, vores venstre hånd og omvendt.

"Alt levende på Jorden er chiralt. Chirale molekyler kan have helt forskellige egenskaber afhængigt af, om de er venstre- eller højrehåndede. De to chirale former af det samme molekyle er kendt som enantiomerer," sagde Moura. "Et tragisk eksempel er thalidomid, et lægemiddel, der ordineres til gravide kvinder mod morgenkvalme i slutningen af ​​1950'erne og 1960'erne. Det forårsagede, at babyer blev født med en række misdannelser. En af enantiomererne i stoffet havde den forventede terapeutiske effekt, men anden atrofieret fosterets lemmer."

Nanopartikler 

Forskning i nanomaterialer er gået tilstrækkeligt frem til at gøre det muligt for forskere at adskille en enantiomer fuldstændigt, forklarede Moura, og undersøgelsen rapporteret i Nature var baseret på denne mulighed. "Vi startede med guldnanopartikler, som er symmetriske og mangler chiralitet. De er akirale. Vi inducerede først chiralitet i dem ved at lade dem interagere med aminosyren cystein og intensiverede derefter den inducerede chiralitet ved at udsætte dem for polariseret lys ved hjælp af aminosyren. sur phenylalanin som en lys-høstende antenne," sagde han.

Kiralitet måles i "g-faktor" på en skala fra minus to (-2) til plus to (+2). Den procedure, der blev brugt i undersøgelsen, gjorde det muligt for forskerne at overstige 0,4 og resulterede i tre nanopartikler:det originale achirale guld, den højrehåndede enantiomer og den venstrehåndede enantiomer.

"Oprindeligt testede vi nanopartiklerne på humane immunceller dyrket in vitro og fandt ud af, at de chirale nanopartikler inducerede produktion af stoffer forbundet med et immunrespons, selv i fravær af et antigen - ethvert stof, der er i stand til at udløse antistofproduktion. Denne form for reaktion er nøjagtigt hvad en adjuvans gør i en vaccine," sagde Moura.

Dernæst testede forskerne nanopartiklerne på influenzavirus. "Vi fandt ud af, at enantiomererne i høj grad forbedrede vaccinens effektivitet," sagde Moura. "Specifikt forårsagede den venstrehåndede enantiomer en stigning på 25,8 % i effektivitet sammenlignet med den højrehåndede enantiomer og en endnu større stigning sammenlignet med den achirale nanopartikel."

Viden er offentliggjort og tilgængelig for alle, der ønsker at bruge den, understregede Moura. "Det kan bruges af enhver producent af enhver type vaccine, inklusive vacciner til nye varianter af SARS-CoV-2 eller influenza. Vi er ikke vaccineudviklere, men vi tilbyder denne grundlæggende viden som en ny teknologisk platform for dem hvem er," sagde han. + Udforsk yderligere

Brug af chirale guld-nanopartikler til at forbedre immunrespons