Combattere il COVID: i ricercatori del Triangle creano un potenziale vaccino inalabile

Data di pubblicazione: Luglio 6, 2022

I ricercatori hanno creato un vaccino inalabile contro il COVID-19 che è stabile a temperatura ambiente per un massimo di tre mesi, colpisce i polmoni in modo specifico ed efficace e consente l’autosomministrazione tramite un inalatore.

I ricercatori hanno anche scoperto che il meccanismo di somministrazione di questo vaccino – un esosoma derivato dal polmone chiamato LSC-Exo – è più efficace nell’eludere il rivestimento della mucosa polmonare rispetto alle nanoparticelle a base lipidica attualmente in uso e può essere utilizzato efficacemente con vaccini a base proteica. vaccini.

Ke Cheng, illustre professore di medicina rigenerativa di Randall B. Terry Jr. presso la NC State e professore presso il dipartimento congiunto di ingegneria biomedica della NC State/UNC-Chapel Hill, insieme ai colleghi della UNC-Chapel Hill e della Duke University, hanno guidato il progetto sviluppo del prototipo del vaccino dalla prova di concetto agli studi sugli animali.

“Volevamo affrontare diverse sfide associate alla consegna del vaccino”, afferma Cheng. “In primo luogo, assumere il vaccino tramite iniezione intramuscolare è meno efficace nel farlo entrare nel sistema polmonare e quindi può limitarne l’efficacia. I vaccini inalatori aumenterebbero il loro beneficio contro il COVID-19.

“In secondo luogo, i vaccini a mRNA nella loro formulazione attuale richiedono la conservazione a freddo e personale medico qualificato per somministrarli. Un vaccino stabile a temperatura ambiente e che potrebbe essere autosomministrato ridurrebbe notevolmente i tempi di attesa per i pazienti e lo stress sulla professione medica durante una pandemia. Tuttavia, è necessario riformulare il meccanismo di somministrazione affinché funzioni attraverso l’inalazione”.

Per somministrare il vaccino direttamente ai polmoni, i ricercatori hanno utilizzato esosomi (Exo) secreti dalle cellule sferoidi polmonari (LSC). Gli esosomi sono vescicole di dimensioni nanometriche recentemente riconosciute come un eccellente mezzo per la somministrazione di farmaci.

In primo luogo, i ricercatori hanno esaminato se LSC-Exo fosse in grado di trasportare “carichi” di proteine o mRNA attraverso i polmoni. I ricercatori hanno confrontato la distribuzione e la ritenzione di LSC-Exo con nanoparticelle simili alle nanoparticelle lipidiche attualmente utilizzate con i vaccini a mRNA. In un documento in Vescicola extracellulare, i ricercatori hanno dimostrato che le nanoparticelle derivate dai polmoni erano più efficaci nel fornire mRNA e carico proteico ai bronchioli e al tessuto polmonare profondo rispetto alle particelle liposomiali sintetiche.

Successivamente, i ricercatori hanno creato e testato un vaccino inalabile, a base di proteine, con particelle simili a virus (VLP) decorando l’esterno di LSC-Exo con una porzione della proteina spike – nota come dominio di legame del recettore, o RBD – dal Virus SARS-CoV-2. Un articolo che descrive la ricerca è pubblicato in Ingegneria Biomedica della Natura.

“I vaccini possono funzionare in vari modi”, afferma Cheng. “Ad esempio, i vaccini a mRNA forniscono uno script alla tua cellula che le ordina di produrre anticorpi contro la proteina spike. Questo vaccino VLP, d’altro canto, introduce una porzione della proteina spike nell’organismo, stimolando il sistema immunitario a produrre anticorpi contro la proteina spike”.

Nei modelli di roditori, il vaccino LSC-Exo (RBD-Exo) decorato con RBD ha suscitato la produzione di anticorpi specifici per l’RBD e ha protetto i roditori, dopo due dosi di vaccino, dall’infezione da SARS-CoV-2 vivo. Inoltre, il vaccino RBD-Exo è rimasto stabile a temperatura ambiente per tre mesi.

I ricercatori notano che, sebbene il lavoro sia promettente, ci sono ancora sfide associate alla produzione e alla purificazione su larga scala degli esosomi. Le LSC, il tipo di cellula utilizzato per generare RBD-Exo, sono attualmente in uno studio clinico di Fase I condotto dagli stessi ricercatori per il trattamento di pazienti con malattie polmonari degenerative.

"Un vaccino inalabile conferirà l'immunità sia mucosale che sistemica, è più conveniente da conservare e distribuire e potrebbe essere autosomministrato su larga scala", afferma Cheng. “Quindi, anche se ci sono ancora sfide legate all’aumento della produzione, riteniamo che questo sia un vaccino promettente meritevole di ulteriore ricerca e sviluppo”.

Il lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health e dall’American Heart Association. La North Carolina State University ha depositato un brevetto provvisorio sulle tecnologie riportate in tali pubblicazioni e il diritto di brevetto è stato concesso in licenza esclusiva a Xsome Biotech, una startup statale del NC co-fondata da Cheng.

(C) NCSU

Fonte articolo originale: WRAL Techwire