Nanovaccine krepi imunost pri miših s presnovnim sindromom, ki ga povzroča črevesni mikrobiom

Nov razred biomaterialov, ki so ga razvili raziskovalci podjetja Cornell za nanovocink nalezljive bolezni, je učinkovito okrepil imunost pri miših s presnovnimi motnjami, povezanimi s črevesnimi bakterijami - populacijo, ki kaže odpornost na tradicionalna cepiva proti gripi in otroški paralizi.

Študija je prva, ki raziskuje medsebojni odnos med nanomateriali, imunski odziv in mikrobiom, vse pomembnejše raziskovalno področje. Menijo, da ima mikrobiom - zbirka mikroorganizmov, ki živijo v telesu - ključno vlogo pri zdravju ljudi.

"Ta dokument poudarja, kako lahko mikrobiom vpliva na naša inženirska cepiva in kako lahko te težave premagamo z razvojem naprednih materialov, "je rekel Ankur Singh, docent na šoli za strojništvo in vesoljsko inženirstvo Sibley (MAE) in šoli za biomedicinsko inženirstvo Meinig (BME).

Singh je višji avtor knjige "Imunomodulacijski nanogeli premagajo omejeno imuniteto pri mišjem modelu presnovnega sindroma, ki ga povzroča črevesni mikrobiom", ", ki je 27. marca izšel Znanstveni napredek . Prvi avtor časopisa je Matthew Mosquera, doktorand inženirstva.

"To delo odpira novo, zelo razburljivo področje raziskav o tem, kako biološki dejavniki in osnovna obolenja vplivajo na učinkovitost uveljavljenih nanovcinov, "je rekel Singh, ki je tudi član Englanderjevega inštituta za natančno medicino pri Weill Cornell Medicine in novo ustanovljenega Cornell Centra za imunologijo. "Še pomembneje, prikazuje, kako lahko uporabite te inženirske materiale in jih naredite učinkovitejše pri širši populaciji za premagovanje imunosti proti cepivom. "

Več kot tretjina Američanov in četrtina ljudi po vsem svetu trpijo zaradi presnovnega sindroma, dežnik za več motenj, vključno z debelostjo, vnetje in insulinska rezistenca.

Črevesni mikrobiom je med dejavniki, ki lahko povzročijo presnovni sindrom, in raziskovalce zanima presnovni sindrom, ki ga povzroča mikrobiom, zaradi dokazov, ki povezujejo mikrobiom in presnovne motnje z imunskim sistemom.

"Razumevanje, kako mikrobiom vpliva na prihodnja inženirska cepiva, je iz vidika javnega zdravja izjemnega pomena, "je povedala Ilana Brito, docent za biomedicinsko inženirstvo in soavtor prispevka. "Ta raziskava bo odprla nove poti za raziskovanje, kako določene komponente mikrobioma spreminjajo imunski odziv. Pri oblikovanju novih cepiv, pomembno bo oblikovanje materialov, ki bodo učinkoviti v različnih sestavah mikrobiomov. "

Prejšnje raziskave so pokazale, da tradicionalna človeška cepiva proti gripi in otroški paralizi ne uspejo pri miših, ki imajo presnovne motnje zaradi motenj v črevesnih biomih. "To nas je spodbudilo, da preučimo, kaj se dogaja z nanovacini, ki so lahko boljša od topnih cepiv, bolje razumeti vlogo osnovne debelosti in vnetja, ki se razvije pri črevesnih spremembah, "Je rekel Singh.

Nanovacini, ki so na splošno sestavljeni iz nanomaterialov, lahko vzamejo celice v imunskem sistemu in je bilo ugotovljeno, da v predkliničnih modelih inducira močnejšo imunost kot tradicionalna topna cepiva.

Toda raziskovalci so ugotovili, da je najpogosteje uporabljena vrsta nanovacina, iz poli (mlečno-ko-glikolne kisline) (PLGA), ni zelo učinkovit pri miših s presnovnim sindromom, ki ga sproži črevesje. Ko so raziskovalci na miših testirali PLGA nanovakcine, je bil manj uspešen, kot so pričakovali, tudi z dodatkom široko uporabljenega ojačevalca imunosti.

"Vprašali smo, ali obstajajo načini za premagovanje omejenega odziva z inženiringom novih cepiv proti nanomaterialom? "je dejal Singh." Nato smo globlje preučili nov razred materialov, ki modulirajo imunski sistem, piridin funkcionaliziran poli (2-hidroksietil metakrilat), potencial, ki smo ga nedavno odkrili. "

Novi material je tvoril stabilen nanogel z beljakovinskimi antigeni, za katerega je bilo ugotovljeno, da je učinkovit v pogojih presnovnega sindroma, ki ga sproži črevesje. Sodelovanje s Cynthio Leifer, izredni profesor imunologije na Visoki šoli za veterino, skupina je odkrila, da ta nov material stimulira receptor, ki prepozna patogene znake nevarnosti na mikrobih.

"Ta študija je pomembna, ker kaže, da lahko ti nanogeli dovajajo tako antigen kot adjuvans brez potrebe po dodatnem ojačevalcu imunosti, kar verjetno prispeva k njihovi močnejši imunski aktivaciji in sposobnosti premagovanja omejitev, ki jih povzročajo bolezni ali spremenjeni mikrobiomi, "Je dejal Leifer." Imunomodulacijske terapije so vroča tema, in imunomodulacijski pristopi, ki temeljijo na materialih, so v povojih. Z njimi je mogoče storiti toliko. "

Čeprav je bilo ugotovljeno, da mikrobiom vpliva na imunski sistem, te ugotovitve kažejo, da lahko nanovakcine v zameno vplivajo na mikrobiom.

"Nanomateriali lahko modulirajo sestavo črevesnega mikrobioma - mislim, da je to izjemnega pomena za celotno področje in bi lahko imelo posledice pri oblikovanju materiala, "je dejal." Ali gre za vzročni učinek ali razlog za to ni dobro razumljen - obstaja še nekaj hipotez, ki jih je treba preizkusiti, zato bo to za nas prihodnje delo. "

• Gastrointestinalni simptomi pri otrocih so lahko rdeča zastava za prihodnje težave z duševnim zdravjem
• Nova strategija za potencialno zdravljenje raka jeter, povezanega s HBV