Vaksin biomaterial menangkal pelbagai jangkitan bakteria dan kejutan septik

Vaksin biomaterial menangkal pelbagai jangkitan bakteria dan kejutan septik

Rawatan saintifik semasa untuk keadaan berjangkit menghadapi peningkatan rintangan kerana bilangan jangkitan mikrob tahan ubat yang semakin meningkat, wabak mikroorganisma patogen, dan peluang berterusan dari ancaman bio baru yang mungkin timbul di masa depan. Vaksin yang berkesan boleh menjadi penghalang untuk mengelakkan banyak jangkitan bakteria dan beberapa kesannya yang paling melampau, yang terdiri daripada keracunan darah. Menurut Pusat Pengendalian dan Pencegahan Penyakit (CDC), “Setiap tahun, sekurang-kurangnya 1.7 juta orang dewasa di Amerika mengalami sepsis. Hampir 270,000 orang Amerika mati akibat sepsis [dan] 1 dari 3 pesakit yang meninggal di hospital mengalami sepsis. " Walau bagaimanapun, untuk mikroorganisma bakteria yang paling biasa yang mencetuskan keracunan darah dan pelbagai keadaan lain, masih belum ada vaksin.

Sekarang, seperti yang dilaporkan di Kejuruteraan Bioperubatan Alam, kumpulan saintis pelbagai disiplin di Harvard's Wyss Institute for Biologically Inspired Engineering dan John A. Paulson School for Engineering and Applied Sciences (SEAS) sebenarnya telah mewujudkan kaedah suntikan jangkitan berasaskan biomaterial (ciVAX) sebagai perkhidmatan yang mungkin secara amnya berkaitan dengan isu yang berleluasa ini. vaksin ciVAX mengintegrasikan 2 teknologi moden yang kini dalam pertumbuhan saintifik untuk pelbagai aplikasi lain, dan yang antara satu sama lain memungkinkan untuk menangkap antigen imunogenik dari pelbagai mikroorganisma dan penyatuannya tepat ke perancah biomaterial merekrut sel imun. Suntikan atau gigi yang ditanam di bawah kulit, vaksin ciVAX setelah itu memprogramkan semula sistem imun badan untuk melakukan sesuatu mengenainya berbanding mikroorganisma.

"Kekuatan perlindungan vaksin yang telah kami rancang dan uji sejauh ini dan tindak balas imun yang mereka rangsang sangat menggembirakan, dan membuka berbagai aplikasi vaksin yang berpotensi mulai dari profilaksis sepsis hingga tindakan cepat terhadap ancaman pandemik dan ancaman bio di masa depan, seperti serta penyelesaian baru untuk beberapa cabaran dalam perubatan veterinar, "kata penulis yang setara David Mooney, Ph D, yang merupakan peserta Fakulti Teras Pengasas di Institut Wyss dan memimpin Platform Imuno-Bahan Institut. Dia juga merupakan Profesor Keluarga Bioengineering Robert P. Pinkas.

Dalam kajian penyelidikan mereka, para saintis dengan cekap memeriksa inovasi ciVAX sebagai prosedur keselamatan berbanding salah satu sebab keracunan darah yang paling tipis, yang terdiri daripada tekanan S. coli yang disukai oleh Gram dan tekanan E. coli yang tidak disukai oleh Gram. Menyoroti kemungkinan inovasi, mereka mendapati bahawa suntikan profilaksis ciVAX melindungi semua tikus komputer yang diimunisasi berbanding serangan berbahaya dengan tekanan E. coli yang tahan antibiotik, sementara hanya 9% haiwan peliharaan yang tidak divaksinasi berhasil melewatinya. Dalam reka bentuk babi kejutan septik yang disebabkan oleh pelbagai isolat E. coli manusia, suntikan ciVAX dilindungi daripada pertumbuhan keracunan darah di semua 4 haiwan peliharaan, sementara 4 haiwan peliharaan yang tidak divaksinasi menunjukkan keracunan darah yang melampau dan tidak dijangka dalam 12 jam. Akhirnya, menggunakan kaedah yang mensimulasikan prosedur inokulasi cincin pada manusia atau haiwan, suntikan ciVax, ketika dibungkus dengan produk yang berasal dari patogen yang dipisahkan dari haiwan peliharaan yang tercemar dengan satu tekanan E. coli yang mematikan, memiliki kemampuan untuk melindungi haiwan kesayangan. berbanding dengan pelbagai tekanan E. coli yang mematikan.

"Kaedah kami menangkap sebahagian besar antigen glikoprotein (dan glikolipid) dari patogen, dan memberikannya dalam bentuk semula jadi ke sistem kekebalan tubuh, memberi kita akses ke spektrum antigen berpotensi yang jauh lebih besar daripada vaksin yang terdiri daripada antigen rekombinan tunggal atau campuran , "Kata penulis pertama bersama dan Wyss Lead Senior Staff Scientist Michael Super, Ph D." vaksin ciVAX terhadap patogen yang diketahui boleh dibuat dan disimpan, tetapi selain itu, semua komponen kecuali antigen bakteria dapat dipasang sebelumnya dari cGMP yang stabil di rak produk. Vaksin yang lengkap kemudian dapat dikumpulkan dalam waktu kurang dari satu jam setelah antigen tersedia, yang memberikan teknologi ini kelebihan unik berbanding pendekatan vaksin lain ketika tindak balas cepat diperlukan. " Super mengembangkan prinsip ciVAX dengan penulis pertama Edward Doherty, bahawa sebagai saintis Senior Senior Staff sebelumnya bekerjasama dengan Mooney pada sistem Wyss Immuno-Material pada vaksin berasaskan biomaterial untuk aplikasi sel barah.

Pengarah Pengasas Super dan Wyss Donald Ingber, MD, Ph D., yang juga mengarang kajian penyelidikan itu, sebelumnya membuktikan inovasi penangkapan virus yang digunakan dalam ciVAX, yang berdasarkan pada opsonin pengikat patogen manusia asli - Mannose Binding Lectin (MBL ) - bahawa mereka bergabung dengan bahagian Fc Immunoglobulin untuk menghasilkan FcMBL. FcMBL rekombinan mengikat lebih daripada 120 pelbagai jenis virus dan bahan toksik, yang terdiri daripada mikroorganisma, kulat, jangkitan dan penghisap darah. Dalam inisiatif sebelumnya, kumpulan ini menggunakan FcMBL untuk banyak masalah analisis, dan inovasi ini sedang diperiksa dalam ujian profesional oleh Wyss BOA Biomedical sebagai komponen terapi keracunan darah baru.

Elemen inovasi ke-2 elemen ciVAX, inovasi suntikan berasaskan biomaterials, ditubuhkan sebagai jenis imunoterapi sel barah konsep baru oleh Mooney dan pasukannya di Institut Wyss dan SEAS, bersama dengan rakan saintifik di Dana-Farber Cancer Institut. Dikesahkan dalam ujian profesional pada sel-sel barah manusia, suntikan sel-sel barah yang dibuat secara khusus mendorong tindakan imun anti-tumor yang besar. Novartis pada masa ini berfungsi untuk mengiklankan inovasi suntikan untuk aplikasi sel barah yang pasti, dan kaedah suntikan berasaskan biomaterials digunakan oleh Wyss Attivare Therapeutics, dengan Doherty dan saintis Wyss sebelumnya Benjamin Seiler dan Fernanda Langellotto, Ph D ., yang turut menyusun kajian penyelidikan ini, sebagai anggota piagam.

Untuk menyiapkan vaksin ciVAX, kumpulan tersebut menggunakan FcMBL pada biji-bijian magnetik untuk menangkap zarah-zarah yang mengandung karbohidrat bakteria yang digantung, yang disebut Pathogen Associated Molecular Patterns (PAMP), dari virus pilihan, dan setelah itu baru saja menggabungkan fasilitas dengan sedikit mesopori silika (MPS) dan elemen pengambilan dan pengaktifan sel imun. Di bawah kulit, MPS mengembangkan perancah penyerap semula jadi yang dapat merosakkan yang menyewa sel dendritik (DC) sistem kekebalan tubuh, memprogramkannya semula ke kepingan PAMP yang telah direkodkan, dan melancarkannya sekali lagi. DC selepas itu berpindah ke kelenjar getah bening paip saliran yang berdekatan di mana mereka menyelaraskan tindakan imun yang luas berbanding virus bakteria. Kumpulan ini mendapati bahawa vaksin ciVAX dengan cepat meningkatkan penumpukan dan pengaktifan DC di laman web tembakan dan jumlah DC, sel B penghasil antibodi, dan pelbagai kunci sel T untuk mengeringkan kelenjar getah bening, dan dengan itu membuat kekebalan yang diarahkan patogen yang berkesan tindakan.

“Di luar potensi mengurangi risiko sepsis masuk dan keluar dari hospital, teknologi vaksin ciVAX kami berpotensi menyelamatkan nyawa banyak individu yang terancam oleh banyak patogen, selain berpotensi mencegah penyebaran jangkitan pada populasi haiwan atau ternakan sebelum mereka sampai kepada manusia. Ini adalah contoh hebat bagaimana para penyelidik Wyss dari pelbagai disiplin ilmu dan pengalaman berkumpul sendiri di sekitar masalah perubatan yang perlu segera diselesaikan untuk mewujudkan pendekatan baru yang kuat, ”kata Ingber, yang juga Profesor Biologi Vaskular Yehuda di HMS dan Boston Children Hospital, dan Profesor Bioengineering di Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences.