A biomateriális vakcinák megakadályozzák a bakteriális fertőzések és a szeptikus sokk széles skáláját

A biomateriális vakcinák megakadályozzák a bakteriális fertőzések és a szeptikus sokk széles skáláját

A fertőző betegségek jelenlegi tudományos kezelése egyre nagyobb akadályokkal szembesül a gyógyszerrezisztens mikrobiális fertőzések folyamatosan növekvő száma, a patogén mikroorganizmusok járványkitörései és a jövőben felmerülő vadonatúj biokezelések folyamatos lehetősége miatt. A hatékony vakcinák gátként szolgálhatnak a számos bakteriális fertőzés és ezek egyik legszélsőségesebb következményének elkerülésére, amelyek vérmérgezésből állnak. A Betegségellenőrzési és Megelőzési Központ (CDC) szerint „Amerikában évente legalább 1.7 millió felnőttnél alakul ki szepszis. Közel 270,000 1 amerikai hal meg szepszis következtében [és] 3 betegből XNUMX betegnek van szepszise. ” A vérmérgezést kiváltó legjellemzőbb bakteriális mikroorganizmusok és számos különféle betegség esetén azonban továbbra sem állnak rendelkezésre oltások.

Most, amint arról beszámoltunk Természet Biomedical Engineering, a Harvard Wyss Biológiailag Ihletett Mérnöki Intézetének és a John A. Paulson Mérnöki és Alkalmazott Tudományok Iskolájának (SEAS) tudósok multidiszciplináris csoportja valóban létrehozott egy biomateriális alapú fertőzés-injekciós (ciVAX) módszert, mint szolgáltatást, amely általában ezzel az elterjedt kérdéssel kapcsolatos. A ciVAX vakcinák két modern technológiát integrálnak, amelyek jelenleg a tudományos fejlődésben vannak, különféle egyéb alkalmazásokhoz, és amelyek egymással lehetővé teszik a mikroorganizmusok széles köréből származó immunogén antigének befogását és egyesülését közvetlenül az immunsejteket toborzó biomateriális állványokba. A bőr alá beültetett vagy beültetett ciVAX vakcinák ezt követően átprogramozzák a szervezet immunrendszerét, hogy tegyenek valamit a mikroorganizmusokkal szemben.

„Az általunk eddig tervezett és tesztelt vakcinák védőereje és az általuk stimulált immunválasz rendkívül biztató, és széles körű potenciális oltási alkalmazásokat nyit meg, a szepszis profilaxisától kezdve a jövőbeni járványos fenyegetések és biológiai veszélyek elleni gyors intézkedésekig. valamint az állatgyógyászat néhány kihívásának új megoldása ”- állította az ezzel egyenértékű író, David Mooney, Ph.D., aki a Wyss Intézet alapító karának résztvevője, és vezeti az Intézet Immuno-Materials Platformját. Hasonlóképpen Robert P. Pinkas biotechnológiai családprofesszor vegyesen.

Kutatásuk során a tudósok hatékonyan ellenőrizték a ciVAX innovációt, mint biztonsági eljárást, szemben a vérmérgezés egyik legjellemzőbb okával, amely Gram-kedvező S. aureus és Gram-kedvezőtlen E. coli nyomásokból áll. Kiemelve az innováció lehetőségét, felfedezték, hogy egy profilaktikus ciVAX injekció védi az összes immunizált számítógépes egeret az antibiotikumokkal szemben rezisztens E. coli nyomással járó veszélyes támadással szemben, míg a be nem oltott kontroll háziállatok csak 9% -a teljesítette ezt. A különböző emberi E. coli izolátumok által okozott szeptikus sokk disznótervezésében a ciVAX injekció mind a 4 háziállatban megvédte a vérmérgezés növekedését, míg 4 be nem oltott háziállat 12 órán belül extrém és váratlan vérmérgezést okozott. Végül, egy olyan módszer alkalmazásával, amely emberi vagy állati populációkban szimulálta a gyűrűbeoltási eljárást, a ciVax injekció, ha egy halálos E. coli nyomással szennyezett háziállatoktól elkülönített kórokozóból származó termékkel csomagolták, képes volt keresztbe védeni a háziállatokat. különféle halálos E. coli nyomással szemben.

„Módszerünk a glikoprotein (és glikolipid) antigének többségét megfogja a kórokozóktól, és ezeket natív formájukban bemutatja az immunrendszernek, és sokkal nagyobb spektrumú potenciális antigént biztosítunk számunkra, mint a rekombináns antigének egyszeres vagy keverékéből álló vakcinák. "- állította a társszerző és a Wyss vezető munkatársa, Michael Super, Ph D." Az ismert kórokozók elleni ciVAX vakcinák előállíthatók és tárolhatók, de ezen felül a bakteriális antigének kivételével az összes komponens előre összeszerelhető a polcon stabil cGMP-ből Termékek. A teljes vakcinák ezután kevesebb mint egy órán belül összeállíthatók, miután az antigének rendelkezésre állnak, ami ennek a technológiának egyedülálló előnyöket nyújt más vakcinamegoldásokkal szemben, ha gyors reakcióra van szükség. " Super a társíróval, Edward Doherty-vel közösen fejlesztette ki a ciVAX elvet, amely korábbi vezető tudományos főmunkatársként együttműködött Mooney-val a Wyss Immuno-Material rendszeren a rákos sejtek alkalmazására szolgáló, biomateriális alapú vakcinákon.

Donald Ingber, a Super és a Wyss alapító igazgatója, Ph. D., aki szintén a kutatást írta, korábban megalapozta a ciVAX-ben használt vírusfogási innovációt, amely egy őshonos emberi kórokozót megkötő opsonin – mannóz kötő lektin (MBL) alapja. ) - hogy beépültek az immunglobulin Fc szakaszába az FcMBL előállításához. A rekombináns FcMBL több mint 120 különféle vírusfajtához és mérgező anyaghoz kötődik, amelyek mikroorganizmusokból, gombákból, fertőzésekből és vérszívókból állnak. Korábbi kezdeményezéseiben a csoport számos elemzési kérdésben felhasználta az FcMBL-t, és az újítást jelenleg egy professzionális tesztben ellenőrzi a Wyss induló BOA Biomedical, egy vadonatúj vérmérgező terápia részeként.

A ciVAX elem 2. innovációs elemét, a biomateriaal-alapú injekciós innovációt, fogalmilag vadonatújfajta rákos sejtek immunterápiájaként hozta létre Mooney és csapata a Wyss Intézetben és a SEAS-ban, valamint a Dana-Farber Cancer tudományos partnereivel együtt Intézet. Az emberi rákos sejteken végzett szakmai teszt során validált, egy különösen létrehozott ráksejt-injekció jelentős tumorellenes immunhatásokat gerjesztett. A Novartis jelenleg az injektálási innováció reklámozására törekszik a rákos sejtek biztos alkalmazásai érdekében, és a kapcsolódó biomateriális alapú injekciós módszert követi a Wyss induló Attivare Therapeutics, Doherty és a Wyss korábbi tudósai, Benjamin Seiler és Fernanda Langellotto, Ph. ., amely szintén társszerzője ennek a kutatási tanulmánynak, mint a charter tagjai.

A ciVAX vakcinák felállításához a csoport az FcMBL-t használta mágneses szemcséken, hogy a szelektált vírusból elkapja a szuszpendált baktériumokat tartalmazó szénhidráttartalmú részecskéket, az úgynevezett Pathogen Associated Molecular Patterns (PAMP) nevű kórokozókat, és ezután csak összekeverték a létesítményeket mezoporózus bitekkel. szilícium-dioxid (MPS) és az immunsejteket toborzó és bekapcsoló elemek. A bőr alatt az MPS felszívódó, természetesen lebontható állványt fejleszt ki, amely felveszi a test immunrendszerének dendritikus sejtjeit, átprogramozza őket a rögzített PAMP-k meglévő darabjaira, és még egyszer elindítja őket. Az ezt követő DC-k a szomszédos elvezetési csövekbe nyirokcsomókba költöznek, ahol a bakteriális vírussal szemben széles immunreakciót koordinálnak. A csoport felfedezte, hogy a ciVAX vakcinák gyorsan fellendítették a DC-k felhalmozódását és aktiválódását a lövéses webhelyeken, valamint a DC-k, az antitesteket termelő B-sejtek és a különböző T-sejtek kulcsai, amelyek elvezetik a csövek nyirokcsomóit, és ezáltal hatékony patogén-irányított immunrendszert alakítottak ki. cselekvések.

„A kórházakban és a kórházakon kívüli szepszis kockázatának csökkentésén túlmenően a ciVAX vakcinatechnológiánk számos kórokozó által fenyegetett személy életének megmentésén túlmenően megakadályozhatja a fertőzések terjedését az állatpopulációkban vagy a kórházakban. az állatállomány, mielőtt elérnék az embert. Félelmetes példa arra, hogy a különböző tudományterületekről és tapasztalatokról szóló Wyss-kutatók hogyan gyűlnek össze olyan orvosi problémák körül, amelyeket sürgősen meg kell oldani, hogy hatékony új megközelítéseket hozzanak létre. "- állította Ingber, aki szintén a Judith Folkman érrendszeri professzora a HMS-ben és a Bostoni Gyermekeknél Kórház és a Harvard John A. Paulson Mérnöki és Alkalmazott Tudományok Iskola biomérnöki professzora.