Разработана новая платформа для ингаляционных вакцин в форме сухого порошка
Ученые из Института инженерных процессов (IPE) Китайской академии наук предложили новую концепцию доставки вакцин на основе «наномикро композита».
На основе этой идеи они создали однодозовую ингаляционную платформу для вакцин в форме сухого порошка, используя нано-микро композитные многоуровневые структуры. Платформа была успешно получена в лаборатории, и вакцина продемонстрировала эффективность в блокировании респираторной вирусной инфекции и передачи в моделях на животных. Эта платформа имеет большой потенциал для борьбы с будущими возникающими и эпидемическими инфекционными заболеваниями.
Исследование было опубликовано в журнале Nature 13 декабря.
В последние годы был достигнут значительный прогресс в разработке вакцин против инфекционных респираторных заболеваний. Однако большинство этих вакцин вводятся внутримышечно, что в первую очередь индуцирует гуморальный иммунный ответ и зависит от нейтрализации вируса антителами в крови. К сожалению, этот подход не запускает мукозальный иммунный ответ и не создает надежный иммунный барьер в дыхательных путях.
Кроме того, адъюванты, обычно используемые в современных вакцинах (например, алюминиевые), не способны индуцировать клеточный иммунный ответ и неэффективны против быстрых мутаций вируса. Также текущая жидкая форма вакцин требует строгих условий хранения при низких температурах, а график введения двух или трех доз влияет на общий уровень вакцинации.
Для решения этих проблем необходимы междисциплинарная интеграция и инновационные исследовательские концепции для разработки более безопасных и эффективных вакцин против респираторных инфекций.
Используя этот подход, профессор Вэй Вэй и профессор Ма Гуанхуэй из Государственной ключевой лаборатории биохимической инженерии IPE в междисциплинарном сотрудничестве с профессором Ван Хэнляном и профессором Чжу Ли из Государственной ключевой лаборатории патогенов и биобезопасности разработали новую вакцинную платформу.
Эта платформа объединяет биоразлагаемые микрочастицы с белковыми наночастицами. Поверхность этих наночастиц может одновременно отображать несколько антигенов, что индуцирует широкоспектральный иммунный ответ и расширяет диапазон защиты вакцины. Гибкость представления антигена также позволяет быстро и удобно разрабатывать вакцины против других респираторных вирусов.
Более того, уникальная нано-микро композитная структура платформы обеспечивает эффективный иммунный ответ в легких за счет высокоэффективной доставки. После высвобождения наночастицы с антигеном могут эффективно захватываться антиген-презентирующими клетками.
Кроме того, эта вакцина в форме сухого порошка значительно снижает затраты на хранение и транспортировку, что делает ее подходящей для регионов с ограниченными возможностями охлаждения, тем самым повышая уровень иммунизации.
Более того, пролонгированное высвобождение антигенов из вакцины индуцирует длительный гуморальный, клеточный и мукозальный иммунитет всего после однократной ингаляции. В дальнейшем сотрудничестве с профессором Хэ Чжаньлуном из Института медицинской биологии Китайской академии медицинских наук исследователи разработали модель защиты от воздушно-капельного заражения, защиты при тесном контакте и блокирования воздушно-капельной передачи, которая продемонстрировала преимущества ингаляционной вакцины для предотвращения заражения и передачи вируса.
«Компоненты этой нано-микро системы использовали природные белки и одобренные полимерные материалы, а эффективность и безопасность вакцины были систематически изучены на нечеловекообразных приматах, что указывает на ее большой потенциал для клинического применения», — сказал профессор Вэй Вэй.