Biomateriaalsed vaktsiinid peletavad paljude bakteriaalsete infektsioonide ja septilise šoki

Biomateriaalsed vaktsiinid peletavad paljude bakteriaalsete infektsioonide ja septilise šoki

Nakkushaiguste praegused teaduslikud ravimeetodid kogevad üha suuremaid takistusi, kuna pidevalt suureneb ravimiresistentsete mikroobnakkuste arv, patogeensete mikroorganismide epideemiapuhangud ja tulevikus tekkida võivate täiesti uute biotõrjete võimalus. Tõhusad vaktsiinid võivad olla takistuseks paljude bakteriaalsete infektsioonide ja nende kõige äärmuslikumate tagajärgede, sealhulgas veremürgituse, vältimiseks. Haiguste tõrje ja ennetamise keskuse (CDC) andmetel: „Igal aastal areneb Ameerikas sepsis vähemalt 1.7 miljonil täiskasvanul. Ligi 270,000 1 ameeriklast sureb sepsise tagajärjel [ja] igal kolmandal haiglas surnud patsiendil on sepsis. " Kuid kõige tüüpilisemate veremürgitust põhjustavate bakteriaalsete mikroorganismide ja paljude muude seisundite korral pole vaktsiine endiselt hõlpsasti saadaval.

Nüüd, nagu teatati aastal Looduse biomeditsiinitehnika, Harvardi Wyssi bioloogiliselt inspireeritud inseneri instituudi ja John A. Paulsoni inseneri- ja rakendusteaduste kooli (SEAS) teadlaste multidistsiplinaarne rühm on tegelikult loonud teenusena biomaterjalil põhineva nakkuse süstimise (ciVAX) meetodi, mis võib üldiselt olla seotud selle levinud probleemiga. ciVAX-i vaktsiinid integreerivad kahte kaasaegset tehnoloogiat, mis on praegu teaduse arengus mitmesuguste muude rakenduste jaoks ja mis võimaldavad üksteisega haarata immunogeenseid antigeene paljudest mikroorganismidest ja ühendada need immuunrakke värbavatesse biomaterjalitellingutesse. Süstitud või naha alla implanteeritud hambaravi ciVAX-i vaktsiinid programmeerivad pärast seda keha immuunsüsteemi ümber, et sellega midagi ära teha võrreldes mikroorganismidega.

"Seni kavandatud ja testitud vaktsiinide kaitsev jõud ja nende stimuleeritud immuunvastused on äärmiselt julgustavad ja avavad laia valikut võimalikke vaktsiinirakendusi alates sepsise profülaktikast kuni kiirete meetmeteni tulevaste pandeemiliste ohtude ja biotõrjete vastu, samuti uusi lahendusi mõnele veterinaarmeditsiini väljakutsele, ”väitis samaväärne kirjanik David Mooney, Ph.D., kes on Wyssi Instituudi asutaja põhiteaduskonna osaleja ja juhib instituudi immunomaterjalide platvormi. Ta on ka Robert P. Pinkase biotehnika inseneri perekonnaprofessor.

Oma uurimuses kontrollisid teadlased tõhusalt ciVAXi innovatsiooni kui ohutusprotseduuri võrreldes ühe kõige tüüpilisema veremürgituse põhjusega, mis koosnes grammi soodsast S. aureusest ja gramile ebasoodsast E. coli rõhust. Rõhutades uuenduse võimalust, avastasid nad, et profülaktiline ciVAX-i süstimine kaitses kõiki immuniseeritud arvutihiiri võrreldes ohtliku rünnakuga antibiootikumiresistentse E. coli rõhuga, samas kui ainult 9% vaktsineerimata kontroll-lemmikloomadest tegi selle läbi. Inimese erinevatest E. coli isolaatidest põhjustatud septilise šoki seaprojektis kaitses ciVAX-i süst kõigi nelja lemmiklooma veremürgituse kasvu eest, samal ajal kui neli vaktsineerimata lemmiklooma tekitasid 4 tunni jooksul äärmise ja ootamatu veremürgituse. Kasutades meetodit, mis simuleeris inimeste või loomade populatsioonides inokuleerimisprotseduuri, oli ciVax-i süstel, pakkides patogeenide saadusi, mis olid eraldatud ühe surmava E. coli rõhuga saastunud lemmikloomadest, kaitsta lemmikloomi versus mitmesugune surmav E. coli rõhk.

„Meie meetod haarab suurema osa glükoproteiini (ja glükolipiid) antigeene haigustekitajatest ja esitleb neid immuunsüsteemile nende loomulikul kujul, andes meile juurdepääsu palju suuremale potentsiaalsete antigeenide spektrile kui vaktsiinid, mis koosnevad rekombinantsete antigeenide üksikutest või segudest. , "Väitis kaasautor ja Wyssi juhtivteadur Michael Super, Ph D." ciVAX-i vaktsiine tuntud patogeenide vastu saab valmistada ja säilitada, kuid lisaks saab kõiki komponente, välja arvatud bakteriaalsed antigeenid, eelnevalt kokku panna riiulist stabiilsest cGMP-st. tooted. Täielikud vaktsiinid saab seejärel kokku panna vähem kui tunni jooksul, kui antigeenid on saadaval, mis annab sellele tehnoloogiale ainulaadsed eelised võrreldes teiste vaktsiinikäsitlustega, kui vajatakse kiiret reageerimist. " Super töötas koos kaasautori Edward Dohertyga välja ciVAX-põhimõtte, mis eelmise juhtivtöötajana tegi Mooneyga koostööd vähirakkude rakendamiseks mõeldud biomaterjalidel põhinevate vaktsiinide Wyssi immunomaterjalide süsteemiga.

Super- ja Wyssi asutajadirektor Donald Ingber, MD, Ph. D., kes on samuti autoriks uurimusele, lõi varem viiruse püüdmise uuenduse, mida kasutati ciVAX-is ja mis põhineb inimese põlisrahvaste patogeene siduval opsoniini – mannoosi siduval lektiinil (MBL) ) - et nad integreerusid immunoglobuliini Fc sektsiooni, et toota FcMBL-d. Rekombinantne FcMBL seondub enam kui 120 erineva viiruseliigi ja toksilise ainega, mis koosnevad mikroorganismidest, seentest, nakkustest ja vereimejatest. Varasemates algatustes kasutas rühm FcMBL-i arvukate analüüsiprobleemide jaoks ja praegu kontrollib Wyssi idufirma BOA Biomedical professionaalses testis uuendust uhiuue veremürgitusravi osana.

CiVAX-i elemendi 2. biomaterjalidel põhineva süstimisinnovatsiooni innovatsioonielement loodi Mooney ja tema meeskonna poolt Wyssi Instituudis ja SEASis koos teaduspartneritega Dana-Farber Canceris kontseptuaalselt uhiuue vähirakkude immunoteraapiana. Instituut. Inimese vähirakkude inimestel tehtud professionaalse testi käigus kinnitatud spetsiaalselt loodud vähirakkude süstimine suurendas olulisi kasvajavastaseid immuunseid toiminguid. Novartis tegutseb praegu süstimisinnovatsiooni reklaamimiseks vähirakkude kindlate rakenduste jaoks ning sellega seotud biomaterjalidel põhinevat süstimismeetodit kasutab Wyssi idufirma Attivare Therapeutics koos Doherty ja Wyssi varasemate teadlaste Benjamin Seileri ja Fernanda Langellotto, Ph. ., mis on ka selle uurimuse kaasautor hartaliikmetena.

CiVAX-i vaktsiinide loomiseks kasutas rühm magnetilistel teradel FcMBL-d, et püüda selekteeritud viirusest suspendeeritud bakteriaalseid süsivesikuid sisaldavaid osakesi, mida nimetatakse patogeenide seostatud molekulaarseteks mustriteks (PAMP), ja seejärel lihtsalt seganud rajatised mesopoorsete bittidega ränidioksiid (MPS) ning immuunrakkude värbamine ja elementide sisselülitamine. Naha all arendab MPS absorbeerivat, looduslikult lagunevat tellingut, mis võtab tööle keha immuunsüsteemi dendriitrakud, programmeerib need ümber registreeritud PAMP-de olemasolevateks tükkideks ja laseb need veel kord käima. Pärast seda liikuvad DC-d liiguvad naabruses asuvate tühjendustorude lümfisõlmedesse, kus nad koordineerivad laia immuunfunktsiooni võrreldes bakteriviirusega. Rühm avastas, et ciVAX-i vaktsiinid suurendasid kiiresti DC-de kogunemist ja aktiveerimist tulistatud veebisaitidel ning DC-de, antikehi tootvate B-rakkude ja erinevate T-rakkude võtmete arvu, mis tühjendasid torusid lümfisõlmed, ja lõid seeläbi tõhusa patogeenide suunatud immuunsuse tegevused.

„Lisaks sepsise riski vähendamisele haiglates ja haiglates võib meie ciVAX-i vaktsiinitehnoloogia päästa lisaks paljude patogeenide poolt ohustatud paljude inimeste elu, lisaks potentsiaalselt takistada nakkuste levikut loomade populatsioonides või kariloomad enne, kui need inimesteni jõuavad. See on suurepärane näide sellest, kuidas Wyssi eri teadusharude teadlased ja kogemused kogunevad meditsiiniliste probleemide ümber, mis tuleb kiiresti lahendada, et luua uusi võimsaid lähenemisviise, ”väitis Ingber, ka HMS ja Bostoni laste vaskulaarbioloogia professor Judah Folkman Haigla ning Harvardi John A. Paulsoni inseneri- ja rakendusteaduste kooli biotehnika professor.