Videnskab
 Science >> Videnskab >  >> nanoteknologi

Nanopartikelvaccinekandidat viser lovende mod nye skovflåtbårne virus i tidlige undersøgelser

Molekylært design og biokemisk og antigen karakterisering af ferritin-nanopartikler (FT) og DBV Gn Head-ferritin (GnH-FT) nanopartikler. (A) Skematisk repræsentation af GnH-FT baseret på tidligere løste strukturer og domæner af DBV Gn og Gc. Konstruktionen blev transficeret til HEK293T-celler for at opsamle cellesupernatanten 72 timer efter transfektion til oprensning. SP, signalpeptid; TM, transmembrant domæne. (B og C) Størrelsesudelukkelseskromatogrammer til oprensning af FT (B) og GnH-FT (C) ved hjælp af henholdsvis Superdex 200 Increase 10/300 GL og Superose 6 Increase 10/300 GL kolonner på Bio-Rad NGC kromatografisystem. Fraktioner svarende til de farvede pile blev opsamlet separat til yderligere analyse. (D og E) Fraktioner fra størrelsesudelukkelseskromatogrammer af FT og GnH-FT blev yderligere analyseret ved gradient (7%-20%) SDS-PAGE og Coomassie Brilliant blå farvning. Fraktioner svarende til de sorte og røde pile fra FT- og GnH-FT-oprensninger blev fyldt til SDS-PAGE-gel uden kogning ("NB") og med kogning ("B") for at karakterisere hovedmedieret adskillelse af 24-mer nanopartiklerne. Intakte FT-nanopartikler og GnH-FT-nanopartikler har hver forventet molekylvægt på ca. 432 kDa og 1.560 kDa. Dembleret FT- og GnH-FT-monomer har hver forventet molekylvægt på 18 kDa og 65 kDa. (F) Western-blot-analyse af forskellige fraktioner indsamlet fra GnH-FT størrelsesudelukkelseskromatogram. I hus-genereret musemonoklonalt antistof, der genkender DBV GnH-region, blev brugt til at detektere GnH-FT-underenhedsmonomerer. Kredit:mBio (2023). DOI:10.1128/mbio.01868-23

Forskere fra Cleveland Clinic har brugt nanopartikler til at udvikle en potentiel vaccinekandidat mod Dabie Bandavirus, tidligere kendt som svær feber med trombocytopenisyndromvirus (SFTSV), en flåtbåren virus, der i øjeblikket ikke har nogen forebyggelse, behandling eller helbredelse.



Den patentanmeldte vaccine bruger nanopartikler til at bære de antigener, der indeholder instruktioner til at bekæmpe en virus. Nanopartikelvacciner er designet til effektivt at levere antigener i en lavere dosis med færre bivirkninger til risikogrupper – inklusive voksne over 50 år, som er de mest sårbare over for SFTSV og de mest modtagelige over for vaccinebivirkninger.

Den prækliniske forskning, offentliggjort i mBio , blev ledet af Jae Jung, Ph.D., direktør for Cleveland Clinic's Sheikha Fatima bint Mubarak Global Center for Pathogen and Human Health Research.

"Pathogen Center blev grundlagt for at forberede sig på og beskytte mod fremtidige globale sundhedskriser, før de starter," siger Dr. Jung, der også fungerer som afdelingsformand for kræftbiologi og direktør for infektionsbiologi. "Der er allerede et desperat behov for en SFTSV-vaccine i Asien. Vores mål var at udvikle en, før den også er nødvendig i Amerika."

Verdenssundhedsorganisationen havde for flere år siden erklæret SFTSV som krævende "urgent forskningsopmærksomhed" for flere år siden, og det er stadig opført som en trussel af National Institutes of Health i USA. Virusset spredes gennem den asiatiske langhornsflåt, en art, der allerede findes i 19 amerikanske stater, inklusive Ohio. Det kan også nogle gange spredes fra menneske til menneske, hovedsageligt i et hospitalsmiljø.

I øjeblikket kan læger kun behandle virussens symptomer og holde inficerede patienter hydrerede og komfortable. Mens mange mennesker oplever milde symptomer, kan voksne over 50 år blive alvorligt syge og stå over for en dødelighed på 30 %.

Fordelene ved nanopartikler

Den samme befolkning oplever desværre visse vaccinebivirkninger, som typisk ikke påvirker yngre mennesker.

"Vi bliver mere følsomme over for visse vaccinebivirkninger, jo ældre vi bliver," siger undersøgelsens første forfatter Dokyun (Leo) Kim. "Vi ønskede at udvikle en behandling, der er aldersafhængig og kan gives sikkert til de mennesker, der har mest brug for det."

Nanopartikelvacciner er lovende til behandling af disse risikogrupper, fordi antigenerne er bundtet sammen i stedet for at flyde frit i vores kroppe. Fordi vores immunceller lettere kan finde "bundter" af antigener på en nanopartikel, kan vaccinen være effektiv ved at bruge en lavere dosis. Når vaccinedosisen reduceres, reduceres dens potentielle bivirkninger også, ifølge foreløbig forskning udført af Kim.

Dr. Jungs laboratorium håber at teste SFTSV-vaccinen i mennesker, og Kim siger, at mulighederne ikke stopper der.

"Vi arbejder på at anvende vores nanopartikelteknologi til andre vira," siger han. "Vi har allerede udviklet en kandidat til COVID-19, og vi stopper ikke lige foreløbigt."

Flere oplysninger: Dokyun Kim et al., Self-assembling Gn head ferritin nanopartikelvaccine giver fuld beskyttelse mod dødelig udfordring af Dabie bandavirus i gamle fritter, mBio (2023). DOI:10.1128/mbio.01868-23

Journaloplysninger: mBio

Leveret af Cleveland Clinic




Varme artikler