I ricercatori dell'Istituto di ingegneria di processo (IPE) dell'Accademia cinese delle scienze hanno proposto un nuovo concetto di somministrazione "nano-micro composito" per i vaccini.
Sulla base di questa idea, hanno sviluppato una piattaforma di vaccino monodose, in polvere secca, inalabile utilizzando strutture multilivello composite nano-micro, che è stata preparata con successo in laboratorio, e il vaccino ha dimostrato di essere efficace nel bloccare le vie respiratorie virali. Infezione e trasmissione in modelli animali. Questa piattaforma rappresenta una grande promessa per la lotta contro le future malattie infettive emergenti ed epidemiche.
Questo studio è stato pubblicato su Nature il 13 dicembre.
Negli ultimi anni, i ricercatori hanno compiuto progressi significativi nello sviluppo di vaccini per le malattie respiratorie infettive. Tuttavia, la maggior parte di questi vaccini vengono somministrati tramite iniezione intramuscolare, che induce principalmente una risposta immunitaria umorale e fa affidamento sugli anticorpi del sangue per neutralizzare il virus. Sfortunatamente, questo approccio non riesce a innescare una risposta immunitaria della mucosa e a stabilire una robusta barriera immunitaria nel tratto respiratorio.
Inoltre, gli adiuvanti comunemente utilizzati negli attuali vaccini, ad esempio gli adiuvanti dell’alluminio, non sono in grado di indurre risposte immunitarie cellulari e sono inefficaci nel combattere le rapide mutazioni virali. Inoltre, l'attuale forma liquida dei vaccini richiede condizioni rigorose di conservazione a bassa temperatura e anche il programma di vaccinazione a due o tre dosi incide sul tasso di vaccinazione complessivo.
Per affrontare questi problemi, sono necessari integrazione interdisciplinare e concetti di ricerca innovativi per sviluppare vaccini più sicuri ed efficienti per le infezioni respiratorie.
Seguendo questo approccio, il Prof. Wei Wei e il Prof. Ma Guanghui, del Laboratorio statale chiave di ingegneria biochimica dell’IPE, in collaborazione interdisciplinare con il Prof. Wang Hengliang e il prof. Zhu Li, del Laboratorio statale chiave di agenti patogeni e biosicurezza , hanno sviluppato una nuova piattaforma di vaccini per affrontare queste sfide.
Questa piattaforma combina microsfere biodegradabili con nanoparticelle proteiche. La superficie di queste nanoparticelle può mostrare simultaneamente più antigeni, inducendo così una risposta immunitaria ad ampio spettro ed espandendo la gamma di protezione vaccinale. Consente inoltre lo sviluppo rapido e conveniente di altri vaccini contro i virus respiratori grazie alla flessibilità della presentazione dell'antigene.
Inoltre, l'esclusiva struttura nano-micro composita della piattaforma consente un'efficiente risposta immunitaria nei polmoni facilitando la somministrazione ad alte prestazioni. Una volta rilasciate, le nanoparticelle antigene possono essere assorbite in modo efficiente dalle cellule presentanti l'antigene.
Inoltre, questo vaccino in polvere secca riduce significativamente i costi di stoccaggio e trasporto, rendendolo adatto ad aree con strutture di refrigerazione limitate, migliorando così i tassi di immunizzazione.
Inoltre, il rilascio prolungato di antigeni nel vaccino induce un’immunità umorale, cellulare e mucosale di lunga durata con una sola inalazione. In successiva collaborazione con il Prof. He Zhanlong dell'Istituto di biologia medica dell'Accademia cinese delle scienze mediche, i ricercatori hanno sviluppato un modello di protezione per via aerea, protezione da contatto ravvicinato e blocco della trasmissione per via aerea, che descriveva i benefici del vaccino inalato per prevenire il contagio. infezione e trasmissione di virus.
"I componenti di questo nano-microsistema utilizzavano proteine naturali e materiali polimerici approvati, e l'efficacia e la sicurezza del vaccino sono state studiate sistematicamente nei primati non umani, indicando il suo grande potenziale per la traduzione clinica", ha affermato il Prof. Wei Wei.
Ulteriori informazioni: Guanghui Ma, Vaccino inalato SARS-CoV-2 per l'immunizzazione con aerosol a polvere secca monodose (N&V), Nature (2023). DOI:10.1038/s41586-023-06809-8. www.nature.com/articles/s41586-023-06809-8
Zhou Xing et al, Un vaccino COVID in polvere secca inalabile di prossima generazione, Nature (2023). DOI:10.1038/d41586-023-03557-7, doi.org/10.1038/d41586-023-03557-7
Informazioni sul giornale: Natura
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