Vakcíny z biomateriálu odvracejí širokou škálu bakteriálních infekcí a septického šoku

Vakcíny z biomateriálu odvracejí širokou škálu bakteriálních infekcí a septického šoku

Současná vědecká léčba nakažlivých stavů naráží na vzrůstající překážky kvůli stále rostoucímu počtu mikrobiálních infekcí rezistentních vůči lékům, epidemickým vypuknutím patogenních mikroorganismů a pokračující příležitosti zcela nových biologických hrozeb, které mohou v budoucnu nastat. Účinné vakcíny mohou sloužit jako bariéra, aby se zabránilo četným bakteriálním infekcím a některým z jejich nejextrémnějších důsledků, které spočívají v otravě krve. Podle Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC): „Každý rok se v Americe rozvine sepsa nejméně u 1.7 milionu dospělých. Téměř 270,000 1 Američanů zemřelo na sepsi [a] 3 ze XNUMX pacientů, kteří zemřeli v nemocnici, měli sepsi. “ Pro nejtypičtější bakteriální mikroorganismy, které spouští otravu krve a mnoho dalších stavů, však stále nejsou k dispozici žádné vakcíny.

Nyní, jak je uvedeno v Přírodní biomedicínské inženýrství, multidisciplinární skupina vědců z Harvardova Wyssova institutu pro biologicky inspirované inženýrství a školy Johna A. Paulsona pro inženýrství a aplikované vědy (SEAS) ve skutečnosti zavedla metodu injekce infekce založené na biomateriálu (ciVAX) jako službu, která by mohla být obecně související s tímto převládajícím problémem. Vakcíny ciVAX integrují 2 moderní technologie, které jsou v současné době ve vědeckém růstu pro různé další aplikace a které navzájem umožňují zachycení imunogenních antigenů ze široké škály mikroorganismů a jejich sjednocení přímo do lešení pro biomateriál získávající imunitní buňky. Vakcíny ciVAX, které se injekčně nebo zubně implantují pod kůži, poté přeprogramují imunitní systém těla, aby s tím něco udělal proti mikroorganismům.

„Ochranné schopnosti vakcín, které jsme doposud navrhli a testovali, a imunitní reakce, které stimulovali, jsou nesmírně povzbudivé a otevírají širokou škálu potenciálních aplikací vakcín od profylaxe sepse po rychlá opatření proti budoucím pandemickým hrozbám a biologickým hrozbám, stejně jako nová řešení některých výzev ve veterinární medicíně, “prohlásil ekvivalentní autor David Mooney, Ph D, který je účastníkem Zakládající základní fakulty Wyss Institute a vede Immuno-Materials Platform. Je rovněž smíšeným profesorem rodiny Robert P. Pinkas z rodiny bioinženýrství.

Ve své výzkumné studii vědci účinně kontrolovali inovaci ciVAX jako bezpečnostní postup oproti jednomu z nejtypičtějších důvodů otravy krve, který spočívá v grampozitivním tlaku S. aureus a gramu nepříznivém tlaku E. coli. Zvýraznili možnost této inovace a zjistili, že profylaktická injekce ciVAX chrání všechny imunizované počítačové myši proti nebezpečnému útoku s tlakem E. coli rezistentním na antibiotika, zatímco pouze 9% neočkovaných kontrolních zvířat to zvládlo. U prasat se septickým šokem způsobeným různými izoláty lidských E. coli byla injekce ciVAX chráněna proti růstu otravy krve u všech 4 domácích mazlíčků, zatímco u 4 neočkovaných zvířat došlo k extrémní a neočekávané otravě krve během 12 hodin. A konečně, s využitím metody, která simulovala postup kruhové inokulace v populacích lidí nebo zvířat, měla injekce ciVax, když byla zabalena produktem získaným z patogenu odděleným od domácích zvířat kontaminovaných jedním smrtícím tlakem E. coli, schopnost křížově chránit domácí zvířata versus různý smrtící tlak E. coli.

„Naše metoda zachycuje většinu glykoproteinových (a glykolipidových) antigenů z patogenů a prezentuje je v jejich přirozené formě imunitnímu systému, což nám umožňuje přístup k mnohem většímu spektru potenciálních antigenů než vakcíny sestávající z jednotlivých nebo směsí rekombinantních antigenů „Tvrdí první spoluautor a vedoucí vědecký pracovník Wyss Michael Super, Ph D.“ Vakcíny ciVAX proti známým patogenům lze vyrábět a skladovat, ale navíc lze všechny komponenty kromě bakteriálních antigenů předem sestavit z regálově stabilního cGMP produkty. Kompletní vakcíny lze poté sestavit za méně než hodinu, jakmile budou k dispozici antigeny, což dává této technologii jedinečné výhody oproti jiným přístupům k vakcínám, když je vyžadována rychlá reakce. “ Super vyvinul princip ciVAX s prvním spisovatelem Edwardem Dohertym, který jako předchozí vedoucí vědecký pracovník spolupracoval s Mooney na systému Wyss Immuno-Material pro vakcíny na bázi biomateriálů pro aplikace rakovinných buněk.

Zakladatel společnosti Super and Wyss, ředitel společnosti Donald Ingber, PhD, který rovněž autorem výzkumné studie, dříve zavedl inovaci v oblasti zachycování virů využívanou v ciVAX, která je založena na původním lidském patogenu vázajícím opsonin – lektin vázající manózu (MBL) ) - že se integrovali do sekce Fc imunoglobulinu za účelem produkce FcMBL. Rekombinantní FcMBL se váže na více než 120 různých virových odrůd a toxických látek, které se skládají z mikroorganismů, hub, infekcí a krevních sraček. V dřívějších iniciativách skupina použila FcMBL k mnoha problémům s analýzou a inovace je v současné době ověřována v profesionálním testu start-up BOA Biomedical od Wyss jako součást zcela nové terapie otravy krve.

Druhý inovační prvek prvku ciVAX, inovace injekcí na bázi biomateriálů, byl založen jako koncepčně zcela nový druh imunoterapie rakovinných buněk Mooney a jeho tým z Wyss Institute a SEAS, spolu s vědeckými partnery z Dana-Farber Cancer Ústav. Validováno v profesionálním testu u lidí s lidskými rakovinnými buňkami, zvláště vytvořená injekce rakovinných buněk podpořila významné protinádorové imunitní akce. Novartis v současné době pracuje na propagaci inovace injekcí pro jisté aplikace rakovinných buněk a související injekční metoda založená na biomateriálech je pryč od Wyss start-up Attivare Therapeutics, s Doherty a předchozími vědci Wyss Benjaminem Seilerem a Fernandou Langellotto, Ph D ., která byla rovněž spoluautorem této výzkumné studie jako členové charty.

Při přípravě vakcín ciVAX skupina použila FcMBL na magnetických zrnech k zachycení suspendovaných bakteriálních částic obsahujících sacharidy, nazývaných Pathogen Associated Molecular Patterns (PAMP), z selekčního viru, a poté pouze smísila zařízení s kousky mezoporézních oxid křemičitý (MPS) a nábor a zapnutí imunitních buněk. Pod kůží MPS vyvíjí absorpční, přirozeně odbouratelné lešení, které najímá dendritické buňky (DC) imunitního systému těla, přeprogramuje je na existující části zaznamenaných PAMP a znovu je spustí. DC se poté přesunou do sousedních drenážních lymfatických uzlin, kde koordinují širokou imunitní akci proti bakteriálnímu viru. Skupina zjistila, že vakcíny ciVAX rychle podpořily hromadění a aktivaci DC na zastřelených webových stránkách a počty DC, B-buněk produkujících protilátky a různých klíčů T-buněk odvádějících lymfatické uzliny z trubek, a vytvořily tak efektivní imunitu zaměřenou na patogeny akce.

„Kromě potenciálu snižování rizika sepse v nemocnicích i mimo ně má naše vakcínová technologie ciVAX potenciál zachránit životy mnoha jedinců ohrožených řadou patogenů a navíc potenciálně zabránit šíření infekcí ve zvířecích populacích nebo dobytek, než se dostanou k lidem. Je to úžasný příklad toho, jak se vědci z Wyss z různých oborů a zkušeností shromažďují kolem zdravotních problémů, které je naléhavě nutné vyřešit, aby se vytvořily nové účinné přístupy, “prohlásil Ingber, který je rovněž profesorem vaskulární biologie Judah Folkman na HMS a Boston Children's Hospital and Professor of Bioengineering at the Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.