Эффективная система доставки белков на основе наночастиц из паучьего шелка

Исследователи разработали эффективный носитель для доставки белков на основе паучьих шелковых белков (спидроинов), полученных из белка малой ампулятной железы паука Araneus ventricosus (MiSp). Наночастицы на основе MiSp служат эффективной системой доставки с высокой эффективностью загрузки и пролонгированным высвобождением при физиологическом pH.

При подкожном или внутримышечном введении белковый антиген, доставляемый этими наночастицами, усиливал антиген-специфические иммунные ответы в моделях мышей. Механизм включает создание депо антигена и его длительное присутствие в месте инъекции, а также эффективное поглощение лимфатическими узлами и захват дендритными клетками.

Белковые вакцины часто обладают низкой иммуногенностью из-за быстрой деградации протеазами. Наночастицы-носители могут доставлять антигены к антиген-презентирующим клеткам (АПК), регулировать путь презентации антигена или действовать как иммунные адъюванты, усиливая иммунный ответ.

Среди частиц-носителей спидроины привлекают внимание благодаря биосовместимости, биодеградируемости и способности вызывать лишь слабый иммунный ответ. Их можно легко получить методом высаливания раствором фосфата калия и стерилизовать паром. Их размер, стабильность и кинетика загрузки/высвобождения можно настраивать, изменяя процесс формирования частиц и постобработку материала.

Существует не менее семи типов спидроинов, образующих разные виды шелка. В этом исследовании используется шелк малой ампулятной железы, поскольку он механически прочен, не суперсокращается в воде и фибриллизуется независимо от нуклеации.

Команда создала кастомный спидроин, содержащий глобулярный N-концевой домен и повторяющийся регион для генерации наночастиц. Сначала изучили влияние методов солюбилизации белковых включений на свойства сфер, затем использовали лизоцим в качестве модельного антигена для изучения эффективности доставки разными путями: парентеральным [подкожно (s.c.), внутримышечно (i.m.), внутривенно (i.v.)] и непарентеральным (перорально).

Исследование демонстрирует, что наночастицы на основе MiSp — перспективный кандидат для безопасной и эффективной доставки антигена различными путями. Это подчеркивает потенциал наночастиц из паучьего шелка в медицине, особенно для эффективной и безопасной доставки вакцин.

Исследование выполнено под руководством докторов Синмей Ци и Сидун Сюна (Университет Сучжоу, Китай) и доктора Гефэй Чена (Каролинский институт, Швеция). Опубликовано в журнале MedComm.