Наноматериал путь вперед для COVID-19 разработка вакцины

Из мРНК вакцины в клинических случаях, для пептидных вакцин на основе и с использованием молекулярных хозяйства к крупному производству вакцины COVID-19 пандемии толкает новые и новые нанотехнологии на фронте, и в заголовки.

В Калифорнийском университете в Сан-Диего деталь Nanoengineers современные подходы к COVID-19 вакцину развития, и показать, как нанотехнологии позволили эти достижения, в обзорной статье в Nature Nanotechnology опубликовал 15 июля.

«Нанотехнология играет важную роль в разработке вакцины,» исследователей, возглавляемая Калифорнийском университете в Сан-Диего профессор наноинженерии Николь Штейнмец, писал. Штейнмец также основатель и директор Центра UC Сан-Диего для ImmunoEngineering нано. «Наноматериалы идеально подходят для доставки антигенов, выступающей в качестве вспомогательной платформы, и подражая вирусных структур. Первые кандидаты запустили в клинических испытаниях основан на романе нанотехнологий и готовы принять удар».

Steinmetz-это ведущий Национальный научный фонд, финансируемый усилия для разработки-используя растения вирус-это стабильный, простой в изготовлении COVID-19 вакцину патч, который может быть отправлен по всему миру и безболезненно самоуправляемых пациентами. Как самой вакцины, так и микроиглы патч на поставку платформы полагаться на нанотехнологии. Эта вакцина попадает в пептид на основе подхода, описанного ниже.

«С точки зрения развития технологии производства вакцин зрения, это захватывающее время, и новые технологии и подходы готовы сделать клиническое воздействие в первый раз. Например, на сегодняшний день нет вакцины мРНК был клинически одобрен, тем не менее, технология мРНК модерна вакцина для COVID-19 делает интервалы движения и первую вакцину ввести клинические испытания в США.»

По состоянию на 1 июня насчитывается 157 COVID-19 вакцины в развитии, с 12 в клинических испытаниях.

«Есть много нанотехнологий платформы технологии направлены заявления в отношении торс-ков-2; в то время как весьма перспективные, многие из них, однако, может быть несколько лет от развертывания и, следовательно, не может повлиять на торс-ков-2 пандемии» Штейнмец написал. «Тем не менее, как разрушительным, как COVID-19, это может послужить толчком для научного сообщества, финансирующие органы, а также заинтересованные стороны в более целенаправленных усилий по развитию технологий платформы для подготовки Объединенных Наций для готовности к будущим пандемиям,» Штейнмец написал.

Чтобы устранить некоторые из недостатков современных вакцин, а именно живые аттенуированные или инактивированные штаммы вируса сама по себе — достижения в области нанотехнологий позволили несколько видов вакцин нового поколения, в том числе:

Пептид-основанных вакцин: с помощью комбинации информатики и иммунологические исследования антитела и больного, сера, различные B — и Т-клеточных эпитопов в торс-ков-2 с белками выявлено не было. Пройдет время и сыворотке крови от выздоравливающих COVID-19 пациентов обследуются на наличие нейтрализующих антител, экспериментально полученных пептидных эпитопов будет подтвердить полезные эпитоп регионах и приводят к более оптимальному антигены второго поколения торс-ков-2 пептид-вакцины. Национальные институты здоровья недавно профинансировал Институт иммунологии Ла Хойя в этом начинании.

Пептид-основанные подходы представляют собой простейший вид вакцины, которые легко разработаны, легко проверяется и быстро изготавливаются. Пептид-основанные вакцины могут быть сформулированы в виде пептидов плюс адъювантной смеси или пептидов могут быть доставлены соответствующим nanocarrier или кодироваться нуклеиновой кислоты вакцин. Несколько пептид-основанных вакцин, а также пептид-конъюгатов наночастиц проходят клинические тестирования и развития, ориентированных на хронические заболевания и рак, а онкоген и Кембриджский университет/DIOSynVax использовании immunoinformatics-производных пептидов с белками в их COVID-19 вакцин.

Интригующий класса нанотехнологий для пептидных вакцин вирусных частиц (ВЧ) от бактериофаги и вирусы растений. При неинфекционных сторону млекопитающих, эти вирусоподобные частицы имитируют молекулярной структуры, связанные с патогенными микроорганизмами, что делает их весьма заметными для иммунной системы. Это позволяет ВЧ служить не только в качестве платформы доставки, но также в качестве адъюванта. Вирусоподобные частицы усиливают поглощение антигенов антиген-презентирующими клетками, и они обеспечивают дополнительную иммунную защиту организма-стимул, ведущий к активации и усиления последующего иммунного ответа. Steinmetz и профессор Джон Pokorski получил быстрый исследовательский грант Национального научного фонда ответ, чтобы разработать пептид-основанные COVID-19 вакцину от вируса растений. Их подход основан на использовании вируса мозаики коровьего гороха, который заражает бобовых, технических, чтобы это выглядело как ОРВИ-ков-2, и сотка пептиды антигена на ее поверхности, которая будет стимулировать иммунную реакцию.

Их подход, как и другие растительные системы экспрессии, могут быть легко масштабированы с использованием молекулярных культур. В молекулярной скота, каждое растение представляет собой биореактор. Выращивают больше растений, тем более вакцины. Скорость и масштабируемость платформы недавно была продемонстрирована Люцерна производство 10 млн. доз вакцины против гриппа в течение одного месяца. В 2014 эпидемия лихорадки Эбола, пациенты проходили лечение с препарата ZMapp, коктейль антитела, произведенные через молекулярное сельское хозяйство. Молекулярное сельское хозяйство имеет низкий уровень производственных затрат, и является более безопасным, так как патогены человека не может размножаться в клетках растений.

Нуклеиновых кислот-основанных вакцин: для быстро развивающихся вирусных инфекций и пандемий, таких как COVID-19, бурному развитию и широкомасштабному использованию вакцин является важным параметрам, которые не могут быть исполнены субъединичные вакцины. Доставки генетического кода для производства монолитного вирусных белков является перспективной альтернативой традиционным подходам вакцины. Обе вакцины ДНК и мРНК вакцины попадают под эту категорию и реализуются в контексте COVID-19 пандемии.

• Вакцины ДНК состоят из маленьких, круглых частей бактериальных плазмид, которые разработаны для целевой ядерных товаров и продуктов с белком торс-ков-2 вниз по течению.
• мРНК вакцин с другой стороны, основаны на дизайнера-иРНК поступает в цитоплазму, где затем клетки-хозяина машин переводится гена в белок-в данном случае полный-длина белка торс-ков-2. мРНК-вакцины могут быть получены путем транскрипции в пробирке, что исключает необходимость для клеток и связанных с ними регуляторных барьеров

В то время как ДНК-вакцин предлагают более высокую стабильность вакцин мРНК, иРНК является интегрирующим и, следовательно, не представляет никакой опасности мутагенеза insertional. Кроме того, период полураспада, стабильности и иммуногенности мРНК могут быть настроены на основе установленных изменений.

Несколько COVID-19 вакцин с использованием ДНК или РНК находятся на стадии разработки: Inovio фармацевтическая продукция имеет клинические исследования фазы I проводятся, и энтос Pharmeuticals находится на пути к фазе I клинических испытаний с использованием ДНК. Технология искусства по мРНК на основе был самым быстрым в фазе I клинических испытаний в США, которая началась 16 марта, и BioNTech-компания Pfizer недавно объявила, утверждение регулирующими органами в Германии на 1/2 фазы клинических испытаний для проверки четырех основных кандидатов мРНК.

Субъединичные вакцины: субъединичные вакцины использовать лишь минимальные структурные элементы патогенного вируса, что премьер-защитный иммунитет — или белков самого вируса или собранные ВЧ. Субъединичные вакцины могут также использовать неинфекционные вирусоподобные частицы, полученные от самого возбудителя в качестве антигена. Эти вирусоподобные частицы лишены генетического материала и сохраняют некоторые или все структурные белки возбудителя, тем самым имитируя иммуногенных топологические особенности инфекционного вируса, и могут быть получены с помощью рекомбинантной экспрессии и масштабируемым путем брожения или молекулярное сельское хозяйство. Лидерами среди застройщиков являются «Новавэкс», который инициировал фазы I/II для суда на 25 мая 2020,. Также Санофи Пастер/ГСК, Vaxine, Джонсон & Джонсон и Университета Питтсбурга заявили, что они ожидают, начнется фаза I клинических испытаний в течение ближайших нескольких месяцев. Другие, в том числе клевера биофармацевтика и Университета Квинсленда, Австралия разрабатывают самостоятельно субъединичные вакцины разработаны, чтобы представить подтверждение, предшествующего слиянию, тример с белком с помощью молекулярной технологии струбцины и тример-тегов технологии, соответственно.

Доставка разработка устройства

Наконец, исследователи отмечают, что влияние нанотехнологий на COVID-19 разработка вакцины не заканчивается сама вакцина, но расширяется за счет развития техники и платформ для администрирования вакцин. Это исторически осложняется живых аттенуированных и инактивированных вакцин, требующих постоянного охлаждения, а также недостаточно специалистов в области здравоохранения, где необходимы вакцины. «В последнее время, современные альтернативы для такого распространения и доступа проблемы, такие как разовой дозы замедленного высвобождения имплантата и микроиглы на основе патчей, которые могли бы снизить зависимость от «холодовой цепи» и обеспечения вакцинации даже в ситуациях, где квалифицированные медицинские работники относятся к редким и высоким спросом», — пишут исследователи. «Патчи микроиглы на основе даже может быть самоуправляемыми, который бы резко ускорить внедрение и распространение подобных вакцин, а также снизить нагрузку на системы здравоохранения.»

Pokorski и Штейнмец совместно разрабатывает платформу доставки микроиглы с их растительный вирус COVID-19 вакцина для обоих из этих причин.

Работа выполнена при поддержке гранта от Национального научного фонда (NSF СМГИ-2027668)

«Успехи в био/нанотехнологий и наноиндустрии в сочетании с передовой обмена открытой отчетности и данных заложить основу для быстрого развития инновационных технологий вакцины, чтобы сделать влияние во время пандемии COVID-19,» исследователя написали. «Некоторые из этих технологий платформы может служить подключи и играй технологий, которые могут быть адаптированы к сезонным или новых штаммов коронавирусов. COVID-19 гаваней потенциал, чтобы стать сезонные заболевания, что подчеркивает необходимость постоянных инвестиций в вакцины против коронавируса.»

почувствуйте разницу: спонсорские возможности