Walka z COVID: Badacze z Trójkąta tworzą potencjalną szczepionkę wziewną

Naukowcy opracowali wziewną szczepionkę przeciwko COVID-19, która może być przechowywana w temperaturze pokojowej przez okres do trzech miesięcy, działa specyficznie i skutecznie na płuca oraz umożliwia samodzielne podanie za pomocą inhalatora.

Naukowcy odkryli również, że mechanizm dostarczania tej szczepionki – egzosom pochodzący z płuc o nazwie LSC-Exo – skuteczniej omija błonę śluzową płuc niż obecnie stosowane nanocząsteczki na bazie lipidów i może być skutecznie stosowany w przypadku szczepionek białkowych. szczepionki.

Ke Cheng, Randall B. Terry Jr. wybitny profesor medycyny regeneracyjnej na Uniwersytecie Karoliny Północnej i profesor na Połączonym Wydziale Inżynierii Biomedycznej stanu NC/UNC-Chapel Hill, wraz z kolegami z UNC-Chapel Hill i Duke University, poprowadził badanie opracowanie prototypu szczepionki od sprawdzenia koncepcji po badania na zwierzętach.

„Istnieje kilka wyzwań związanych z dostarczaniem szczepionek, którym chcieliśmy się zająć” – mówi Cheng. „Po pierwsze, szczepionka w postaci zastrzyku domięśniowego jest mniej skuteczna w przedostawaniu się szczepionki do układu oddechowego, co może ograniczyć jej skuteczność. Szczepionki wziewne zwiększyłyby ich skuteczność w walce z Covid-19.

„Po drugie, szczepionki mRNA w ich obecnym składzie wymagają przechowywania w chłodni i przeszkolonego personelu medycznego do ich dostarczenia. Szczepionka stabilna w temperaturze pokojowej, którą można samodzielnie podać, znacznie skróciłaby czas oczekiwania pacjentów i skróciła stres wśród lekarzy podczas pandemii. Aby lek działał poprzez inhalację, konieczne jest jednak przeformułowanie mechanizmu dostarczania.

Aby dostarczyć szczepionkę bezpośrednio do płuc, naukowcy wykorzystali egzosomy (Exo) wydzielane z sferoidalnych komórek płuc (LSC). Egzosomy to pęcherzyki o wielkości nano, które niedawno uznano za doskonały sposób dostarczania leków.

Najpierw naukowcy sprawdzili, czy LSC-Exo jest w stanie dostarczać „ładunek” białka lub mRNA przez płuca. Naukowcy porównali dystrybucję i retencję LSC-Exo w nanocząsteczkach podobnych do nanocząstek lipidowych stosowanych obecnie w szczepionkach mRNA. W artykule w Pęcherzyk zewnątrzkomórkowynaukowcy wykazali, że nanocząstki pochodzące z płuc skuteczniej dostarczały mRNA i ładunek białkowy do oskrzelików i głębokiej tkanki płuc niż syntetyczne cząstki liposomów.

Następnie badacze stworzyli i przetestowali wziewną szczepionkę zawierającą cząstki wirusopodobne (VLP), opartą na białku, dekorując zewnętrzną część LSC-Exo częścią białka kolczastego – znanego jako domena wiążąca receptor (RBD) – z Wirus SARS-CoV-2. Artykuł opisujący badania ukazał się w czasopiśmie Natura Inżynieria Biomedyczna.

„Szczepionki mogą działać na różne sposoby” – mówi Cheng. „Na przykład szczepionki mRNA dostarczają do komórki skrypt, który instruuje ją, aby wyprodukowała przeciwciała przeciwko białku kolca. Z drugiej strony ta szczepionka VLP wprowadza do organizmu część białka kolczastego, pobudzając układ odpornościowy do wytwarzania przeciwciał przeciwko białku kolczastemu.

W modelach gryzoni szczepionka LSC-Exo ozdobiona RBD (RBD-Exo) wywołała wytwarzanie przeciwciał swoistych dla RBD i chroniła gryzonie po dwóch dawkach szczepionki przed zakażeniem żywym SARS-CoV-2. Dodatkowo szczepionka RBD-Exo pozostawała stabilna w temperaturze pokojowej przez trzy miesiące.

Naukowcy zauważają, że choć prace są obiecujące, nadal istnieją wyzwania związane z produkcją i oczyszczaniem egzosomów na dużą skalę. LSC, typ komórek wykorzystywany do generowania RBD-Exo, znajdują się obecnie w fazie I badania klinicznego prowadzonego przez tych samych badaczy, dotyczącego leczenia pacjentów ze zwyrodnieniowymi chorobami płuc.

„Szczepionka wziewna zapewni odporność zarówno śluzówkową, jak i ogólnoustrojową, jest wygodniejsza w przechowywaniu i dystrybucji i może być stosowana samodzielnie na dużą skalę” – mówi Cheng. „Tak więc chociaż nadal istnieją wyzwania związane ze zwiększeniem produkcji, wierzymy, że jest to obiecująca szczepionka warta dalszych badań i rozwoju”.

Prace wsparły Narodowe Instytuty Zdrowia i American Heart Association. Uniwersytet Stanowy Karoliny Północnej złożył tymczasowy patent na technologie opisane w tych publikacjach, a licencja na prawo patentowe została udzielona wyłącznie Xsome Biotech, start-upowi ze stanu NC, którego współzałożycielem jest Cheng.

(C) NCSU

Oryginalne źródło artykułu: WRAL Techwire