Die Laufenden COVID-19-Pandemie scheint ein helles Schlaglicht auf die Impfstoff-Entwicklung. Zahlreiche Impfstoffe Rennen durch klinische Studien, ärzte und Forscher arbeiten weiter an der Entwicklung neuer Impfstoff-Technologien zu generieren, die die meisten wirksame Impfstoffe mit den wenigsten Nebenwirkungen.

Ein neues proof-of-concept-Studie von Forschern an der University of Chicago und an der Duke University, zeigt das Potenzial für eine solche Plattform, die mithilfe der self-assembling Peptid-Nanofasern tagged with Antigene zu prime das Immunsystem gegen eine mögliche invasion.

Ihre Forschung, veröffentlicht in der Wissenschaft Fortschritte am 7. August 2020, zeigte, dass diese Nanofasern können induzieren eine Immunantwort und aktivieren T-Zellen ohne den Einsatz zusätzlicher Hilfsstoffe, die dazu verleiten kann, Entzündung und sind im Zusammenhang mit gemeinsamen Impfstoff Nebenwirkungen, wie Schmerzen an der Einstichstelle oder leichtes Fieber.

„Wir wollten verstehen, wie der Körper verarbeitet diese Nanofaser-system, von der ersten Interaktion mit dem Immunsystem zu dem Punkt, wo es führte zu einer vollständigen Immunantwort“, sagte co-senior-Autor Anita Chong, Ph. D., ein professor der Chirurgie an der Universität von Chicago Medizin. „Um zu visualisieren, das die Aufnahme der Nanofasern, wir beschlossen, zu versuchen, die intranasale route, weil es uns den Zugang zu dendritischen Zellen in der Lunge und lassen Sie uns Ihre Bewegung verfolgen in den drainierenden Lymphknoten.“

Futter die Oberflächen von Lunge und Darm, Dendritische Zellen fungieren als erste Ansprechpartner für das angeborene Immunsystem. Diese Zellen binden und verschlingen, die Antigene auf der Oberfläche von eindringenden Krankheitserregern, dann drehen Sie sich um und präsentieren die Antigene auf Ihrer eigenen Zelloberfläche anderen Zellen des Immunsystems, einschließlich T-und B-Zellen. Dies ermöglicht es der T-Zellen zur Auslösung einer Immunantwort vorzubereiten und zu verteidigen den Körper gegen die eindringenden Bakterien, Pilzen oder Viren.

In der Studie, die Forscher leveraged Ihre Nanofaser-Plattform zu testen, auf eine spezielle Art von Impfstoff, genannt einen Untereinheit-Impfstoff, der verwendet nur ein bestimmtes protein sollen als die wichtigsten antigen eine Immunantwort stimulieren. Dies ist im Gegensatz zu anderen Arten von Impfstoffen, wie z.B. live-attenuierten Impfstoffen bzw. inaktivierten Impfstoffen, die Herausforderung des Immunsystems durch die Einführung der ganz-virus, in eine weniger virulente oder inaktiven form.

Jede Art von Impfstoff hat seine Vorteile und Nachteile; live-attenuierten Impfstoffen können den besten Schutz bieten, sondern weil Sie enthalten die eigentlichen Erreger, die Häufig nicht genutzt werden kann für Patienten mit geschwächtem Immunsystem.

„Der große Vorteil von subunit-Impfstoffen ist die Sicherheit, da Sie nicht mit der Replikation von lebenden Krankheitserregern,“ sagte ersten Autor Youhui Si, Ph. D., ein Wissenschaftler an der UChicago. „Auf der anderen Seite, Ihre Wirksamkeit zu erhöhen, subunit-Impfstoffe benötigen Adjuvantien und wiederholte Dosen zu induzieren lang anhaltende Immunität gegen eine Krankheit.“

Hilfsmittel haben den großen Nachteil, eine Entzündung hervorzurufen. „Dies macht es schwierig, die balance zu finden zwischen ausreichend starke Immunantwort und die Herstellung der Impfstoff als sicher und Nebenwirkungen-frei wie möglich“, sagte co-senior-Autor Joel Collier, Ph. D., associate professor für biomedizinische Technik an der Duke University.

„Die Faser, die wir entwickelt haben, ist einzigartig, da es nicht erforderlich ist, dass die Entzündung“, fuhr er Fort. „Das Gerüst selbst scheint in der Lage zu aktivieren die dendritischen Zellen zum Auftakt der Immunantwort. Aber erst jetzt, wir hatten kein wirkliches Verständnis für die Wege wurden in diesen Prozess einbezogen, so dass diese Studie bietet einen Einblick in das, was Los ist.“

Die Forscher sagen, dass nicht die Adjuvantien hat eine Menge Vorteile. „Abgesehen von der Entzündung Fragen, Adjuvantien erfordern Impfstoffe werden im Kühlraum gehalten,“ Chong sagte. „Ohne Sie, die Peptide sind sehr hitzestabil und können geliefert werden als ein trockenes Pulver angerührt werden in Nanofasern vor Ort, so dass es leichter zu bekommen, Impfstoffe in Ressource-begrenzten Bereichen.“

Die Forscher glauben, dass die primäre Stärke der Nanofaser-Gerüst ist, dass es eine physikalische Struktur, präsentiert die Antigene an die dendritischen Zellen, wodurch es einfacher für das angeborene Immunsystem zu erkennen die Antigene und beginnen eine Antwort.

„Ich denke, es hat nicht genug Aufmerksamkeit auf das Verständnis der physikalischen Gerüst umliegenden Antigene, und die Informationen, die das Gerüst liefert, um das Immunsystem“, sagte Chong. „Dieses system wird uns erlauben, beginnen Kommissionierung neben den Signalen geliefert wird durch einen von der physischen Struktur; sind Sie kostenlos, oder unterscheidet sich von der Löslichen chemischen Adjuvantien?“

Während der Studie war in Erster Linie auf die Aufdeckung der Mechanismus, mit dem die Nanofasern können induzieren eine Immunantwort, die Ergebnisse zeigen auch, dass diese Plattform hat großen Potenzial für die Generierung von sicheren, wirksamen intranasalen Impfstoffe.

„Wir sahen, dass die Peptid-Fasern allein erzeugt eine starke Immunreaktion, die über die intranasale route,“ Collier sagt. „Diese route ist ideal für Impfstoff-compliance, da es sich nicht um eine Nadel. Einige Leute haben eine harte Zeit mit Nadeln—mich eingeschlossen! Sie können veranlassen, eine vasovagal Reaktion, was die Menschen verlieren das Bewusstsein, und es ist schwer zu kontrollieren. Beseitigung von Nadeln aus einem Impfstoff-Plattform könnte dazu beitragen, dieses Problem und kann bedeuten, dass mehr Menschen auf die Suche nach dem Impfstoff.“

Diese Plattform würde auch ermöglichen, dass ärzte und Wissenschaftler genauer Zifferblatt in der Immunantwort zu bieten den besten Schutz gegen eine Krankheit. Sofern Sie das Beispiel von SARS-CoV-2, das neuartige Corona-Virus, dass Ursachen COVID-19, als ein Beispiel, wo in der Lage, eine Feinabstimmung der Immunantwort und die Bereitstellung der Impfstoff direkt zu den betroffenen Geweben von Vorteil sein könnte.

„Wir wissen noch nicht, welche Antigene werden die meisten maximal Schutz gegen COVID-19,“ sagte Collier. „Dies würden wir sehr zielgerichtet und die Antikörper produzieren und T-Zellen, die den meisten Schutz.“