Хиральные наночастицы золота повышают эффективность вакцин более чем на 25%
Эффективность вакцин можно повысить более чем на 25%, добавляя в их состав в качестве адъюванта левовращающие хиральные наночастицы золота. К такому выводу пришло международное исследование с участием бразильских учёных, результаты которого опубликованы в Nature.
В работе участвовали три группы: из Университета Мичигана (США), Цзяннаньского университета (Китай) и Федерального университета Сан-Карлоса (Бразилия) под руководством профессора Андре Фариаса де Моуры.
Исследование проводилось не на вакцинах против COVID-19, а на вакцинах против конкретного штамма вируса гриппа. Однако, по мнению учёных, результаты в принципе могут быть обобщены для любого типа вакцин, поскольку хиральные наночастицы золота являются не активным компонентом, а адъювантом, усиливающим иммунный ответ организма.
Ключевой концепцией является хиральность — свойство объекта или системы, которая не совпадает со своим зеркальным отражением, подобно левой и правой руке. В живых системах хиральность повсеместна. Две хиральные формы одной молекулы (энантиомеры) могут обладать совершенно разными свойствами, как в трагическом примере с талидомидом.
Создание и тестирование наночастиц
Учёные начали с ахиральных (симметричных) наночастиц золота и придали им хиральность:
- Взаимодействие с аминокислотой цистеин для индукции хиральности.
- Воздействие поляризованным светом с использованием фенилаланина в качестве "антенны" для усиления индуцированной хиральности.
В результате были получены три типа наночастиц: исходные ахиральные, правовращающий энантиомер и левовращающий энантиомер (с измеренным фактором хиральности "g-factor", превышающим 0.4).
Тестирование на культурах иммунных клеток человека in vitro показало, что хиральные наночастицы вызывают выработку веществ, связанных с иммунным ответом, даже в отсутствие антигена, что характерно для действия адъюванта.
Последующие испытания на вирусе гриппа подтвердили, что энантиомеры значительно повышают эффективность вакцины. Левовращающий энантиомер вызвал увеличение эффективности на 25.8% по сравнению с правовращающим и ещё большее увеличение по сравнению с ахиральной наночастицей.
Авторы подчёркивают, что это знание, опубликованное и доступное для всех, представляет собой новую технологическую платформу для разработчиков любых вакцин, включая вакцины против новых вариантов SARS-CoV-2 или гриппа.