Las vacunas de biomateriales previenen una amplia gama de infecciones bacterianas y choque séptico

Las vacunas de biomateriales previenen una amplia gama de infecciones bacterianas y choque séptico

Los tratamientos científicos actuales para las enfermedades contagiosas se encuentran con obstáculos cada vez mayores debido al número cada vez mayor de infecciones microbianas resistentes a los medicamentos, brotes epidémicos de microorganismos patógenos y la oportunidad constante de nuevas amenazas biológicas que pueden surgir en el futuro. Las vacunas eficaces pueden servir como barrera para evitar numerosas infecciones bacterianas y algunas de sus repercusiones más extremas, que consisten en el envenenamiento de la sangre. Según los Centros para el Control y la Prevención de Enfermedades (CDC), “Cada año, al menos 1.7 millones de adultos en Estados Unidos desarrollan sepsis. Casi 270,000 estadounidenses mueren como resultado de la sepsis [y] 1 de cada 3 pacientes que muere en un hospital tiene sepsis ". Sin embargo, para los microorganismos bacterianos más típicos que desencadenan el envenenamiento de la sangre y muchas otras afecciones, todavía no hay vacunas disponibles.

Ahora, como se informó en Naturaleza Ingeniería Biomédica, un grupo multidisciplinario de científicos del Instituto Wyss de Ingeniería Biológicamente Inspirada de Harvard y la Escuela John A. Paulson de Ingeniería y Ciencias Aplicadas (SEAS) ha establecido un método de inyección de infecciones basado en biomateriales (ciVAX) como un servicio que podría ser generalmente relacionados con este problema prevalente. Las vacunas ciVAX integran 2 tecnologías modernas que actualmente están en desarrollo científico para varias otras aplicaciones, y que entre sí hacen posible la captura de antígenos inmunogénicos de una amplia gama de microorganismos y su unificación directamente en andamios de biomateriales de reclutamiento de células inmunes. Inyectadas o implantadas de forma dental debajo de la piel, las vacunas ciVAX luego reprograman el sistema inmunológico del cuerpo para hacer algo al respecto frente a los microorganismos.

“Los poderes protectores de las vacunas que hemos diseñado y probado hasta ahora y las respuestas inmunes que estimularon son extremadamente alentadoras, y abren una amplia gama de posibles aplicaciones de vacunas que van desde la profilaxis de la sepsis hasta medidas rápidas contra futuras amenazas pandémicas y bi-amenazas, como así como nuevas soluciones para algunos de los desafíos en la medicina veterinaria ”, afirmó el escritor equivalente David Mooney, Ph D, que es un participante de la Facultad Fundadora del Instituto Wyss y dirige la Plataforma de Inmuno-Materiales del Instituto. También es el profesor de Bioingeniería de la Familia Robert P. Pinkas mezclado.

En su estudio de investigación, los científicos verificaron de manera eficiente la innovación de ciVAX como un procedimiento de seguridad frente a una de las razones más típicas de envenenamiento de la sangre, que consiste en presiones de S. aureus Gram-favorables y E. coli Gram-desfavorables. Al destacar la posibilidad de la innovación, descubrieron que una inyección profiláctica de ciVAX protegió a todos los ratones informáticos inmunizados frente a un ataque peligroso con una presión de E. coli resistente a los antibióticos, mientras que solo el 9% de las mascotas de control no vacunadas sobrevivieron. En un diseño de cerdo de choque séptico causado por un aislado de E. coli humano, una inyección de ciVAX protegió contra el crecimiento de la intoxicación sanguínea en las 4 mascotas, mientras que 4 mascotas no vacunadas establecieron una intoxicación sanguínea extrema e inesperada dentro de las 12 horas. Finalmente, haciendo uso de un método que simulaba un procedimiento de inoculación en anillo en poblaciones humanas o animales, una inyección ciVax, cuando se empaquetaba con un producto derivado de patógenos separado de las mascotas contaminadas con una presión mortal de E. coli, tenía la capacidad de proteger de forma cruzada a las mascotas. versus una presión mortal de E. coli.

“Nuestro método captura la mayoría de los antígenos de glicoproteínas (y glicolípidos) de los patógenos y los presenta en su forma nativa al sistema inmunológico, lo que nos da acceso a un espectro mucho más amplio de antígenos potenciales que las vacunas que consisten en antígenos únicos o mezclas de antígenos recombinantes. ", Afirmó el co-primer autor y científico principal principal de Wyss, Michael Super, Ph D." Las vacunas ciVAX contra patógenos conocidos se pueden fabricar y almacenar, pero además, todos los componentes, excepto los antígenos bacterianos, se pueden preensamblar a partir de cGMP estable productos. Las vacunas completas se pueden ensamblar en menos de una hora una vez que los antígenos están disponibles, lo que le da a esta tecnología ventajas únicas sobre otros enfoques de vacunas cuando se requieren respuestas rápidas ". Super desarrolló el principio ciVAX con el co-primer escritor Edward Doherty, quien como científico principal principal anterior colaboró ​​con Mooney en el sistema de inmunomaterial Wyss en vacunas basadas en biomateriales para aplicaciones de células cancerosas.

El director fundador de Super and Wyss, Donald Ingber, MD, Ph D., que también fue el autor del estudio de investigación, estableció anteriormente la innovación de captura de virus utilizada en ciVAX, que se basa en una opsonina de unión a patógenos humanos autóctonos-lectina de unión a manosa (MBL) ) - que se integraron a la sección Fc de una inmunoglobulina para producir FcMBL. El FcMBL recombinante se une a más de 120 variedades de virus diferentes y sustancias tóxicas, que consisten en microorganismos, hongos, infecciones y chupadores de sangre. En iniciativas anteriores, el grupo usó FcMBL para numerosos problemas de análisis, y la innovación actualmente está siendo verificada en una prueba profesional por BOA Biomedical de Wyss como componente de una nueva terapia de envenenamiento de la sangre.

El segundo elemento de innovación del elemento ciVAX, la innovación de inyección basada en biomateriales, fue establecido como un tipo conceptualmente nuevo de inmunoterapia de células cancerosas por Mooney y su equipo en el Instituto Wyss y SEAS, junto con socios científicos en Dana-Farber Cancer. Instituto. Validado en una prueba profesional en personas con células cancerosas humanas, una inyección de células cancerosas especialmente creada impulsó acciones inmunes antitumorales sustanciales. Novartis está trabajando actualmente para anunciar la innovación de la inyección para ciertas aplicaciones de células cancerosas, y la start-up de Wyss Attivare Therapeutics está siguiendo un método de inyección asociado basado en biomateriales, con Doherty y los científicos anteriores de Wyss, Benjamin Seiler y Fernanda Langellotto, Ph D ., que también fueron coautores de este estudio de investigación, como miembros fundadores.

Para configurar las vacunas ciVAX, el grupo utilizó FcMBL en granos magnéticos para atrapar partículas bacterianas suspendidas que contienen carbohidratos, llamadas Patrones Moleculares Asociados a Patógenos (PAMP), del virus de selección, y luego simplemente mezcló las instalaciones con trozos de mesoporosa sílice (MPS) y reclutamiento de células inmunes y activación de elementos. Debajo de la piel, MPS desarrolla un andamio absorbente y naturalmente degradable que contrata células dendríticas (CD) del sistema inmunológico del cuerpo, las reprograma a partes existentes de los PAMP registrados y las lanza una vez más. Después de eso, los países en desarrollo se trasladan a los ganglios linfáticos de las tuberías de drenaje vecinas, donde coordinan una amplia acción inmunitaria frente al virus bacteriano. El grupo descubrió que las vacunas ciVAX aumentaron rápidamente la acumulación y activación de CD en los sitios web de vacunas y la cantidad de CD, células B productoras de anticuerpos y varias claves de células T que drenan los ganglios linfáticos de las tuberías y, por lo tanto, crearon sistemas inmunológicos eficientes dirigidos por patógenos. comportamiento.

“Más allá del potencial de reducir el riesgo de sepsis dentro y fuera de los hospitales, nuestra tecnología de vacuna ciVAX tiene el potencial de salvar la vida de muchas personas amenazadas por una multitud de patógenos, además de prevenir potencialmente la propagación de infecciones en poblaciones animales o ganado antes de que lleguen a los humanos. Es un excelente ejemplo de cómo los investigadores de Wyss de diferentes disciplinas y experiencias se autoensamblan en torno a problemas médicos que deben resolverse con urgencia para crear nuevos enfoques poderosos ”, afirmó Ingber, que también es profesor de Biología Vascular Judah Folkman en HMS y Boston Children's. Hospital y profesor de Bioingeniería en la Escuela de Ingeniería y Ciencias Aplicadas John A. Paulson de Harvard.

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