Nanovakcina stiprina imunitetą pelėms, sergančioms žarnyno mikrobiomų sukeltu metaboliniu sindromu

Kornelio mokslininkų sukurta nauja biomedžiagų klasė, skirta infekcinei ligai nanovakcinai, veiksmingai sustiprino imunitetą pelėms, turinčioms medžiagų apykaitos sutrikimų, susijusių su žarnyno bakterijomis - populiacijai, kuri rodo atsparumą tradicinėms gripo ir poliomielito vakcinoms.

Tyrimas yra pirmasis, kuriame ištirtas nanomedžiagų tarpusavio ryšys, imuninis atsakas ir mikrobiomas, vis svarbesnė tyrimų sritis. Manoma, kad mikrobiomas - organizme gyvenančių mikroorganizmų kolekcija - atlieka svarbų vaidmenį žmonių sveikatai.

„Šiame dokumente pabrėžiama, kaip mikrobiomas gali paveikti mūsų sukurtas vakcinas ir kaip mes galime įveikti šias problemas kurdami pažangias medžiagas, “ - sakė Ankur Singh, docentas Sibley mechanikos ir kosmoso inžinerijos mokykloje (MAE) ir Meinigo biomedicinos inžinerijos mokykloje (BME).

Singhas yra vyresnysis knygos „Imunomoduliaciniai nanogeliai įveikti ribotą imunitetą pelių žarnyno mikrobiomų tarpininkaujamo metabolinio sindromo modelyje“ autorius. “, kuris buvo paskelbtas kovo 27 d Mokslo pažanga . Pirmasis straipsnio autorius yra Matthew Mosquera, inžinerijos doktorantas.

„Šis darbas atveria naują, labai įdomi tyrimo sritis, kaip biologiniai veiksniai ir pagrindinės ligos sąlygos daro įtaką nustatytų nanovakcinų veikimui, “ - sakė Singhas, kuris taip pat yra Anglijos tiksliosios medicinos instituto „Weill Cornell Medicine“ ir naujai įkurto Kornelio imunologijos centro narys. "Dar svarbiau, tai parodo, kaip galite naudoti šias sukurtas medžiagas ir padaryti jas veiksmingesnes platesnei populiacijai, kad įveiktumėte imunitetą vakcinoms “.

Manoma, kad daugiau nei trečdalis amerikiečių ir ketvirtadalis žmonių visame pasaulyje kenčia nuo metabolinio sindromo, skėtis nuo daugelio sutrikimų, įskaitant nutukimą, uždegimas ir atsparumas insulinui.

Žarnyno mikrobiomas yra vienas iš veiksnių, galinčių sukelti metabolinį sindromą, ir mokslininkai domisi mikrobiomų sukeltu metaboliniu sindromu, nes yra įrodymų, siejančių ir mikrobiomą, ir medžiagų apykaitos sutrikimus su imunine sistema.

„Suprasti, kaip mikrobiomas veikia būsimas inžinerines vakcinas, yra labai svarbu visuomenės sveikatos požiūriu, “, - sakė Ilana Brito. biomedicinos inžinerijos docentas ir darbo bendraautoris. "Šis tyrimas atvers naujas galimybes ištirti, kaip specifiniai mikrobiomo komponentai keičia imuninį atsaką. Kuriant naujas vakcinas, bus svarbu sukurti medžiagas, kurios būtų veiksmingos įvairiose mikrobiomų kompozicijose ".

Ankstesni tyrimai parodė, kad tradicinės žmonių gripo ir poliomielito vakcinos nepavyksta pelėms, turinčioms medžiagų apykaitos sutrikimų, kuriuos sukelia žarnyno biomų sutrikimai. "Tai paskatino mus pažvelgti į tai, kas atsitinka su nanovakcinais, kuris gali būti geresnis už tirpias vakcinas, geriau suprasti nutukimo ir uždegimo, atsirandančio keičiant žarnyną, vaidmenį, “, - sakė Singhas.

Nanovakcinos, kuriuos paprastai sudaro nanomedžiagos, gali įsisavinti imuninės sistemos ląstelės ir nustatyta, kad ikiklinikiniuose modeliuose jie sukelia stipresnį imunitetą nei tradicinės tirpios vakcinos.

Tačiau tyrėjai nustatė, kad plačiausiai naudojama nanovakcina, pagamintas iš poli (pieno-glikolinės rūgšties) (PLGA), nėra labai veiksmingas pelėms, sergančioms žarnyno inicijuotu metaboliniu sindromu. Kai tyrėjai tyrė PLGA nanovakcinas su pelėmis, tai buvo mažiau sėkminga, nei jie tikėjosi, net pridėjus plačiai naudojamą imuniteto stiprintuvą.

"Mes klausėme, ar yra būdų, kaip įveikti šį ribotą atsaką sukuriant naujas nanomedžiagų vakcinas? "Singhas sakė." Tada mes giliau pažvelgėme į naują medžiagos klasę, kuri moduliuoja imuninę sistemą, piridino funkcionalizuotas poli (2-hidroksietilmetakrilatas), kurio potencialą neseniai atradome “.

Naujoji medžiaga sudarė stabilų nanogelį su baltymų antigenais, kuris buvo veiksmingas esant žarnyno inicijuotoms metabolinio sindromo sąlygoms. Darbas su Cynthia Leifer, Veterinarijos kolegijos imunologijos docentas, grupė atrado, kad ši nauja medžiaga stimuliuoja receptorius, atpažįstančius mikrobų patogeninius pavojaus ženklus.

„Šis tyrimas yra svarbus, nes parodo, kad šie nanogeliai gali tiekti antigeną ir pagalbinę medžiagą, nereikalaujant papildomo imuniteto stiprintuvo, kuris greičiausiai prisideda prie stipresnio jų imuninio aktyvinimo ir gebėjimo įveikti ligų ar pakeistų mikrobiomų apribojimus, "Leifer sakė." Imunomoduliacinė terapija yra karšta tema, ir medžiagomis pagrįsti imunomoduliacijos metodai yra tik pradiniame etape. Su jais galima nuveikti labai daug “.

Nors buvo nustatyta, kad mikrobiomas veikia imuninę sistemą, Šios išvados rodo, kad nanovakcinos gali paveikti mikrobiomą.

„Nanomedžiagos gali modifikuoti žarnyno mikrobiomos sudėtį - manau, kad tai yra nepaprastai svarbu visai sričiai ir gali turėti įtakos medžiagų dizainui, "Jis sakė." Nesvarbu, ar tai priežastinis poveikis, ar to priežastis, nėra labai gerai suprantama - yra keletas hipotezių, kurias dar reikia išbandyti, taigi tai bus mūsų ateities darbas “.

• Vaikų virškinimo trakto simptomai gali būti raudona vėliava būsimoms psichinės sveikatos problemoms
• Nauja strategija potencialiam su HBV susijusiam kepenų vėžiui gydyti