Vaksin biomaterial menangkal berbagai infeksi bakteri dan syok septik

Vaksin biomaterial menangkal berbagai infeksi bakteri dan syok septik

Perawatan ilmiah saat ini untuk kondisi menular menghadapi hambatan yang semakin meningkat karena jumlah infeksi mikroba yang resistan terhadap obat yang terus meningkat, wabah mikroorganisme patogen, dan peluang berkelanjutan dari biothreats baru yang mungkin muncul di masa depan. Vaksin yang efektif mungkin berfungsi sebagai penghalang untuk menghindari berbagai infeksi bakteri dan beberapa akibat yang paling ekstrim, yang terdiri dari keracunan darah. Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC), “Setiap tahun, setidaknya 1.7 juta orang dewasa di Amerika mengembangkan sepsis. Hampir 270,000 orang Amerika meninggal akibat sepsis [dan] 1 dari 3 pasien yang meninggal di rumah sakit menderita sepsis.” Namun, untuk mikroorganisme bakteri paling khas yang memicu keracunan darah dan berbagai kondisi lainnya, masih belum ada vaksin yang tersedia.

Sekarang, seperti yang dilaporkan dalam Teknik Biomedis Alam, sekelompok ilmuwan multi-disiplin di Harvard's Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering dan John A. Paulson School for Engineering and Applied Sciences (SEAS) sebenarnya telah menetapkan metode injeksi infeksi berbasis biomaterial (ciVAX) sebagai layanan yang mungkin secara umum terkait dengan masalah umum ini. vaksin ciVAX mengintegrasikan 2 teknologi modern yang saat ini dalam pertumbuhan ilmiah untuk berbagai aplikasi lain, dan yang satu sama lain memungkinkan untuk menangkap antigen imunogenik dari berbagai mikroorganisme dan menyatukannya ke dalam perancah biomaterial perekrut sel imun. Disuntikkan atau ditanamkan gigi di bawah kulit, vaksin ciVAX kemudian memprogram ulang sistem kekebalan tubuh untuk melakukan sesuatu melawan mikroorganisme.

“Kekuatan perlindungan dari vaksin yang telah kami rancang dan uji sejauh ini dan respons imun yang mereka rangsang sangat menggembirakan, dan membuka berbagai aplikasi vaksin potensial mulai dari profilaksis sepsis hingga tindakan cepat terhadap ancaman pandemi dan biothreats di masa depan, sebagai serta solusi baru untuk beberapa tantangan dalam kedokteran hewan,” klaim penulis setara David Mooney,Ph D, yang merupakan peserta Fakultas Inti Pendiri di Institut Wyss dan memimpin Platform Imuno-Material Institut. Dia juga Profesor Bioteknologi Keluarga Robert P. Pinkas campur aduk.

Dalam studi penelitian mereka, para ilmuwan secara efisien memeriksa inovasi ciVAX sebagai prosedur keamanan versus salah satu alasan paling umum dari keracunan darah, yang terdiri dari tekanan S. aureus yang disukai Gram dan E. coli yang tidak disukai Gram. Menyoroti kemungkinan inovasi, mereka menemukan bahwa injeksi ciVAX profilaksis melindungi semua tikus komputer yang diimunisasi melawan serangan berbahaya dengan tekanan E. coli yang kebal antibiotik, sementara hanya 9% dari hewan peliharaan kontrol yang tidak divaksinasi yang berhasil melewatinya. Dalam desain babi syok septik yang disebabkan oleh berbagai isolat E. coli manusia, injeksi ciVAX melindungi terhadap pertumbuhan keracunan darah pada keempat hewan peliharaan, sementara 4 hewan peliharaan yang tidak divaksinasi menyebabkan keracunan darah yang ekstrem dan tidak terduga dalam waktu 4 jam. Akhirnya, menggunakan metode yang mensimulasikan prosedur inokulasi cincin pada populasi manusia atau hewan, injeksi ciVax, ketika dikemas dengan produk turunan patogen yang dipisahkan dari hewan peliharaan yang terkontaminasi dengan satu tekanan E. coli yang mematikan, memiliki kemampuan untuk melindungi hewan peliharaan secara silang. versus berbagai tekanan E. coli yang mematikan.

“Metode kami menangkap sebagian besar antigen glikoprotein (dan glikolipid) dari patogen, dan menyajikannya dalam bentuk aslinya ke sistem kekebalan, memberi kami akses ke spektrum antigen potensial yang jauh lebih besar daripada vaksin yang terdiri dari antigen rekombinan tunggal atau campuran. ,” klaim rekan penulis pertama dan Ilmuwan Staf Senior Wyss Michael Super, Ph D. “vaksin ciVAX terhadap patogen yang diketahui dapat dibuat dan disimpan, tetapi selain itu, semua komponen kecuali antigen bakteri dapat dirakit sebelumnya dari cGMP yang stabil di rak produk. Vaksin lengkap kemudian dapat dirakit dalam waktu kurang dari satu jam setelah antigen tersedia, yang memberikan teknologi ini keunggulan unik dibandingkan pendekatan vaksin lain ketika respons cepat diperlukan.” Super mengembangkan prinsip ciVAX dengan rekan penulis pertama Edward Doherty, bahwa sebagai Ilmuwan Staf Senior Kepala sebelumnya berkolaborasi dengan Mooney pada sistem Wyss Immuno-Material pada vaksin berbasis biomaterial untuk aplikasi sel kanker.

Direktur Pendiri Super and Wyss Donald Ingber, MD,Ph D., yang juga menulis penelitian ini, sebelumnya mengembangkan inovasi penangkapan virus yang digunakan di ciVAX, yang didasarkan pada opsonin-Mannose Binding Lectin (MBL) pengikat patogen manusia asli. )- bahwa mereka terintegrasi ke bagian Fc dari Immunoglobulin untuk menghasilkan FcMBL. FcMBL rekombinan mengikat lebih dari 120 varietas virus dan zat beracun, yang terdiri dari mikroorganisme, jamur, infeksi, dan pengisap darah. Dalam inisiatif sebelumnya, tim menggunakan FcMBL untuk berbagai masalah analisis, dan inovasi tersebut saat ini sedang diuji dalam uji profesional oleh BOA Biomedical yang baru berdiri di Wyss sebagai bagian dari terapi keracunan darah baru.

Elemen inovasi kedua dari elemen ciVAX, inovasi injeksi berbasis biomaterial, ditetapkan sebagai jenis imunoterapi sel kanker baru secara konseptual oleh Mooney dan timnya di Wyss Institute dan SEAS, bersama dengan mitra ilmiah di Dana-Farber Cancer Lembaga. Divalidasi dalam tes profesional pada sel kanker manusia, injeksi sel kanker yang dibuat secara khusus meningkatkan tindakan kekebalan anti-tumor yang substansial. Novartis saat ini berfungsi untuk mengiklankan inovasi injeksi untuk aplikasi sel kanker tertentu, dan metode injeksi berbasis biomaterial terkait sedang diikuti oleh Attivare Therapeutics yang baru berdiri di Wyss, dengan Doherty dan ilmuwan Wyss sebelumnya Benjamin Seiler dan Fernanda Langellotto, Ph D ., yang juga ikut menulis studi penelitian ini, sebagai anggota piagam.

Untuk menyiapkan vaksin ciVAX, kelompok tersebut menggunakan FcMBL pada butiran magnetik untuk menangkap partikel yang mengandung karbohidrat bakteri tersuspensi, yang disebut Pathogen Associated Molecular Patterns (PAMPs), dari virus seleksi, dan setelah itu hanya mencampur fasilitas dengan bit mesopori. silika (MPS) dan perekrutan sel kekebalan dan elemen pengaktifan. Di bawah kulit, MPS mengembangkan perancah yang dapat menyerap dan terdegradasi secara alami yang mempekerjakan sel dendritik (DC) dari sistem kekebalan tubuh, memprogram ulang mereka ke bagian yang ada dari rekaman PAMP, dan meluncurkannya sekali lagi. DC kemudian pindah ke kelenjar getah bening yang berdekatan di mana mereka mengoordinasikan tindakan kekebalan yang luas terhadap virus bakteri. Kelompok tersebut menemukan bahwa vaksin ciVAX dengan cepat meningkatkan pembentukan dan aktivasi DC di situs web yang diambil dan jumlah DC, sel B yang memproduksi antibodi, dan berbagai kunci sel T di pipa saluran kelenjar getah bening, dan dengan demikian menciptakan kekebalan yang diarahkan oleh patogen yang efisien. tindakan.

“Di luar potensi pengurangan risiko sepsis di dalam dan di luar rumah sakit, teknologi vaksin ciVAX kami memiliki potensi untuk menyelamatkan nyawa banyak individu yang terancam oleh banyak patogen, selain berpotensi mencegah penyebaran infeksi pada populasi hewan atau ternak sebelum mencapai manusia. Ini adalah contoh hebat bagaimana para peneliti Wyss dari berbagai disiplin ilmu dan pengalaman berkumpul sendiri di sekitar masalah medis yang sangat perlu dipecahkan untuk menciptakan pendekatan baru yang kuat, ”kata Ingber, yang juga Profesor Biologi Vaskular Judah Folkman di HMS dan Boston Children's Rumah Sakit, dan Profesor Bioteknologi di Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.