Улучшение доставки нанотерапевтических вакцин
Ученые Northwestern Medicine разработали более эффективный способ создания нанотерапевтических вакцин и лекарств, согласно новому исследованию, опубликованному в ACS Nano.
Технология сферических нуклеиновых кислот (SNA) стала широкой терапевтической платформой для лечения рака и других заболеваний. В лаборатории Чэда Миркина эту технологию используют для создания прецизионных наномедицин, применяемых в регуляции генов и иммунотерапии рака, с ограниченными побочными эффектами, через процесс системной разработки — рациональную вакцинологию.
Ключевое открытие: важность структуры
Исторически при разработке вакцин основное внимание уделялось компонентам, а не структуре. Принцип рациональной вакцинологии заключается в том, что структура вакцины так же важна, как и её компоненты. То, как компоненты представлены в модульной наноразмерной архитектуре, может кардинально влиять на эффективность вакцины.
Эксперимент с якорными группами
Исследователи протестировали влияние различных химических якорных групп для прикрепления олигонуклеотидов (коротких цепочек ДНК или РНК) к поверхности липосом для создания SNA. Они обнаружили, что при использовании более гидрофобных якорных групп на основе додекана стабильность наноструктуры значительно улучшалась. Эти более стабильные SNA-конструкты демонстрировали улучшенное поглощение клетками костного мозга мышей по сравнению с другими версиями SNA.
Эффективность против опухолей
Ученые загрузили SNA-вакцину моделью пептида OVA1 (часто используемого в разработке вакцин) и ввели её мышам с лимфомой. У мышей, получавших лечение, наблюдалось:
- Увеличение количества полифункциональных Т-клеток (считающихся эффективными против хронических инфекций и опухолей).
- 21-кратное уменьшение объема опухолей по сравнению с мышами, получавшими физиологический раствор.
Безопасность и применение против COVID-19
Для оценки побочных эффектов исследователи изучили, не вызывает ли вакцина чрезмерный иммунный ответ. У мышей, получивших лечение, не развивался цитокиновый шторм — иногда смертельный побочный эффект иммунотерапии. Поскольку цитокиновые штормы связаны с тяжелыми случаями COVID-19, команда создала SNA-вакцину, заменив пептид OVA1 на пептид из вируса, вызывающего COVID-19 (CoV пептид). Вакцина усилила специфический иммунный ответ против COVID-19 с минимальными побочными эффектами как в человеческих клетках, так и у мышей.
Выводы и перспективы
Результаты исследования закладывают основу для нового способа разработки и доставки вакцин и других прецизионных методов лечения, независимо от целевого заболевания. Они подчеркивают важность конструкции вакцины: «Структура имеет значение». В дальнейшем группа Миркина продолжит разрабатывать различные конфигурации SNA-вакцин, чтобы определить наиболее эффективные из них, и выяснить, почему они работают, с целью создания нового поколения лекарств на основе концепции рациональной вакцинологии.