Vacinas de biomateriais evitam ampla gama de infecções bacterianas e choque séptico

Vacinas de biomateriais evitam ampla gama de infecções bacterianas e choque séptico

Os tratamentos científicos atuais para doenças contagiosas estão encontrando obstáculos cada vez maiores por causa do número cada vez maior de infecções microbianas resistentes a medicamentos, erupções epidêmicas de microorganismos patogênicos e a oportunidade contínua de novas ameaças biológicas que podem surgir no futuro. Vacinas eficazes podem servir como uma barreira para evitar inúmeras infecções bacterianas e algumas de suas repercussões mais extremas, consistindo em envenenamento do sangue. De acordo com os Centros de Controle e Prevenção de Doenças (CDC), “A cada ano, pelo menos 1.7 milhão de adultos na América desenvolvem sepse. Quase 270,000 americanos morrem como resultado de sepse [e] 1 em cada 3 pacientes que morre em um hospital tem sepse. ” No entanto, para os microrganismos bacterianos mais comuns que desencadeiam o envenenamento do sangue e várias outras condições, ainda não há vacinas disponíveis.

Agora, conforme relatado em Engenharia Biomédica da Natureza, um grupo multidisciplinar de cientistas do Instituto Wyss de Engenharia Inspirada na Biologia de Harvard e da Escola John A. Paulson de Engenharia e Ciências Aplicadas (SEAS), na verdade, estabeleceu um método de injeção de infecção baseada em biomaterial (ciVAX) como um serviço que pode ser geralmente relacionados a este problema prevalente. As vacinas ciVAX integram 2 tecnologias modernas que estão atualmente em crescimento científico para várias outras aplicações e que, em conjunto, tornam possível a captura de antígenos imunogênicos de uma ampla gama de microrganismos e sua unificação em estruturas de biomateriais de recrutamento de células imunológicas. As vacinas ciVAX, injetadas ou implantadas sob a pele, reprogramam o sistema imunológico do corpo para fazer algo contra os microorganismos.

“Os poderes protetores das vacinas que projetamos e testamos até agora e as respostas imunológicas que elas estimularam são extremamente encorajadores e abrem uma ampla gama de aplicações potenciais de vacinas que vão desde a profilaxia da sepse a medidas rápidas contra futuras ameaças de pandemia e bioameaças, como bem como novas soluções para alguns dos desafios da medicina veterinária ”, afirmou o escritor equivalente David Mooney, Ph D, que é um membro do corpo docente fundador do Wyss Institute e lidera a Plataforma de Imuno-Materiais do Instituto. Ele também é o professor de bioengenharia confuso de Robert P. Pinkas.

Em seu estudo de pesquisa, os cientistas verificaram com eficiência a inovação do ciVAX como um procedimento de segurança em comparação com uma das razões mais típicas de envenenamento do sangue, consistindo em S. aureus Gram-favorável e pressões de E. coli Gram-desfavoráveis. Destacando a possibilidade da inovação, eles descobriram que uma injeção profilática de ciVAX protegeu todos os ratos de computador imunizados contra um ataque perigoso com uma pressão de E. coli resistente a antibióticos, enquanto apenas 9% dos animais de estimação não vacinados de controle sobreviveram. Em um desenho de porco de choque séptico causado por vários isolados de E. coli humana, uma injeção de ciVAX protegeu contra o crescimento de envenenamento do sangue em todos os 4 animais de estimação, enquanto 4 animais de estimação não vacinados estabeleceram envenenamento extremo e inesperado no sangue em 12 horas. Finalmente, fazendo uso de um método que simula um procedimento de inoculação de anel em populações humanas ou animais, uma injeção de ciVax, quando embalada com produto derivado de patógeno separado de animais de estimação contaminados com uma pressão mortal de E. coli, tinha a capacidade de proteger animais de estimação versus uma pressão mortal de E. coli.

“Nosso método captura a maioria dos antígenos de glicoproteína (e glicolipídeo) dos patógenos e os apresenta em sua forma nativa ao sistema imunológico, dando-nos acesso a um espectro muito maior de antígenos potenciais do que as vacinas que consistem em antígenos únicos ou misturas de antígenos recombinantes , ”Afirmou o co-primeiro escritor e cientista sênior da equipe sênior de Wyss, Michael Super, Ph D.“ As vacinas ciVAX contra patógenos conhecidos podem ser fabricadas e armazenadas, mas, além disso, todos os componentes, exceto os antígenos bacterianos, podem ser pré-montados a partir de cGMP estável em armazenamento produtos. As vacinas completas podem ser montadas em menos de uma hora assim que os antígenos estiverem disponíveis, o que dá a esta tecnologia vantagens exclusivas sobre outras abordagens de vacinas quando respostas rápidas são necessárias. ” Super desenvolveu o princípio ciVAX com o co-primeiro escritor Edward Doherty, que como um cientista líder sênior da equipe anterior colaborou com Mooney no sistema de imuno-material Wyss em vacinas baseadas em biomateriais para aplicações de células cancerosas.

O Diretor Fundador da Super and Wyss, Donald Ingber, MD, Ph D., que também foi o autor do estudo de pesquisa, estabeleceu anteriormente a inovação de captura de vírus usada em ciVAX, que se baseia em uma opsonina de ligação a patógenos humanos nativa - Lectina de ligação de manose (MBL ) - que eles se integraram à seção Fc de uma imunoglobulina para produzir FcMBL. O FcMBL recombinante se liga a mais de 120 variedades de vírus e substâncias tóxicas, consistindo em microorganismos, fungos, infecções e sugadores de sangue. Em iniciativas anteriores, o grupo usou FcMBL para vários problemas de análise, e a inovação está atualmente sendo verificada em um teste profissional pela BOA Biomedical start-up da Wyss como componente de uma terapia de envenenamento do sangue totalmente nova.

O segundo elemento de inovação do elemento ciVAX, a inovação em injeção baseada em biomateriais, foi estabelecido como um tipo conceitualmente novo de imunoterapia de células cancerosas por Mooney e sua equipe no Wyss Institute e SEAS, juntamente com parceiros científicos da Dana-Farber Cancer Instituto. Validado em um teste profissional em pessoas com células cancerosas humanas, uma injeção de células cancerosas especialmente criada aumentou as ações imunológicas antitumorais substanciais. A Novartis está atualmente funcionando para anunciar a inovação da injeção para certas aplicações em células cancerosas, e um método de injeção baseado em biomateriais associados está sendo desenvolvido pela start-up da Wyss Attivare Therapeutics, com Doherty e os cientistas anteriores da Wyss Benjamin Seiler e Fernanda Langellotto, Ph D ., que também foi coautor deste estudo de pesquisa, como membros fundadores.

Para configurar as vacinas ciVAX, o grupo fez uso de FcMBL em grãos magnéticos para capturar partículas contendo carboidratos bacterianos suspensos, chamadas de Patógenos Associados a Padrões Moleculares (PAMPs), do vírus de seleção, e depois disso apenas misturou as instalações com pedaços de mesoporoso sílica (MPS) e recrutamento de células imunes e ativação de elementos. Sob a pele, o MPS desenvolve um arcabouço absorvente e naturalmente degradável que contrata células dendríticas (DCs) do sistema imunológico do corpo, reprograma-as em pedaços existentes dos PAMPs registrados e os lança mais uma vez. Depois disso, as DCs se movem para os linfonodos de tubos de drenagem vizinhos, onde coordenam uma ampla ação imunológica contra o vírus bacteriano. O grupo descobriu que as vacinas ciVAX rapidamente aumentaram o acúmulo e a ativação de DCs em sites de injeção e o número de DCs, células B produtoras de anticorpos e várias células T em tubos de drenagem de linfonodos e, assim, criaram sistemas imunes dirigidos a patógenos eficientes ações.

“Além do potencial de redução do risco de sepse dentro e fora dos hospitais, nossa tecnologia de vacina ciVAX tem o potencial de salvar a vida de muitos indivíduos ameaçados por uma infinidade de patógenos, além de potencialmente prevenir a disseminação de infecções em populações de animais ou gado antes de chegarem aos humanos. É um excelente exemplo de como os pesquisadores de Wyss de diferentes disciplinas e experiências se reúnem em torno de problemas médicos que precisam ser resolvidos com urgência para criar novas abordagens poderosas ”, afirmou Ingber, que também é o professor Judah Folkman de Biologia Vascular no HMS and Boston Children's Hospital e Professor de Bioengenharia na Escola de Engenharia e Ciências Aplicadas de Harvard John A. Paulson.