Naukowcy szybko wychodzą poza tradycyjne podejście do mRNA, aby opracowywać szczepionki, a nanotechnologia origami DNA staje się obiecującą alternatywą. Chociaż szczepionki mRNA okazały się skuteczne przeciwko COVID-19 i są testowane przeciwko innym chorobom zakaźnym (grypa, RSV, HIV, Zika, gruźlica), ograniczenia w skuteczności, produkcji i przechowywaniu pobudziły badania nad bardziej stabilnymi i wszechstronnymi platformami. Nowa platforma DoriVac bezpośrednio rozwiązuje te problemy.
Зміст
Ograniczenia szczepionek mRNA: potrzeba innowacji
Obecne szczepionki mRNA stoją przed wyzwaniami w zakresie zapewnienia trwałej ochrony, ponieważ ewolucja wirusa wymaga częstych aktualizacji w celu uwzględnienia nowych wariantów. Złożoność produkcji i wysokie koszty w połączeniu z rygorystycznymi wymogami łańcucha chłodniczego również stwarzają wyzwania logistyczne, zwłaszcza w regionach o ograniczonych zasobach. Czynniki te podkreślają potrzebę stworzenia platformy szczepionek zapewniającej większą stabilność, łatwość produkcji i szerszą odpowiedź immunologiczną.
Przedstawiamy DoriVac: rozwiązanie nanotechnologiczne
Naukowcy z Instytutu Weissa i Dana-Farber Cancer Institute na Uniwersytecie Harvarda opracowali DoriVac, szczepionkę DNA origami, która działa jako nośnik antygenu i adiuwant, czyli substancja wzmacniająca odpowiedź immunologiczną. Platforma ta wykorzystuje nanoskopową precyzję do kontrolowania składu szczepionki i skuteczniejszego atakowania określonych komórek odpornościowych.
Początkowe badania koncentrowały się na HR2, konserwatywnym regionie peptydowym występującym w białkach kolczastych wirusów, takich jak SARS-CoV-2, HIV i Ebola. W badaniach przedklinicznych na myszach szczepionki DoriVac powodowały silną reakcję przeciwciał i limfocytów T. Co ważne, podczas testów na ludzkim modelu węzła chłonnego na chipie szczepionki wygenerowały silną aktywację immunologiczną specyficzną dla antygenu w komórkach ludzkich, zgodną z oczekiwaną reakcją u żywych osób.
DoriVac kontra mRNA: przewaga komparatywna
W bezpośrednich porównaniach szczepionki DoriVac zawierające ten sam wariant białka kolczastego SARS-CoV-2 wykazały aktywację immunologiczną porównywalną z nanocząsteczkami lipidowymi mRNA (LNP). Jednak DoriVac oferuje wyraźne zalety : zwiększoną stabilność, uproszczone przechowywanie i łatwiejszą produkcję. Te zalety sprawiają, że jest on szczególnie cenny w przypadku globalnej dystrybucji i szybkiego reagowania na pojawiające się epidemie.
„Dzięki platformie DoriVac opracowaliśmy wysoce elastyczną obudowę z wieloma krytycznymi zaletami, w tym bezprecedensową kontrolą nad składem szczepionki” – powiedział dr William Shi, pionier tej technologii. Wszechstronność platformy wykazano poprzez skuteczne ukierunkowanie na wiele antygenów wirusowych.
Jak buduje się szczepionki przy użyciu origami DNA
Szczepionki DoriVac zbudowane są z samoorganizujących się kwadratowych nanostruktur DNA. Jedna strona przedstawia precyzyjnie rozmieszczone cząsteczki adiuwantu, podczas gdy druga strona przedstawia docelowe antygeny, takie jak peptydy lub białka wirusowe. Ten nanostrukturalny układ optymalizuje stymulację immunologiczną, co skutkuje silniejszymi reakcjami w porównaniu z tradycyjnymi preparatami. Wczesne badania wykazały, że szczepionki DoriVac były lepsze od wersji innych niż origami u myszy z nowotworem, co podkreśliło możliwości platformy w zakresie adiuwantu.
Od modeli myszy po symulacje ludzi
Aby zwiększyć przewidywalność, naukowcy przetestowali DoriVac, wykorzystując ludzki węzeł chłonny na chipie, który naśladuje ludzki układ odpornościowy. Wyniki wykazały, że DoriVac aktywował ludzkie komórki dendrytyczne, zwiększając produkcję cytokin zapalnych i zwiększając aktywację limfocytów T. Konwergencja tych technologii radykalnie zwiększa szanse powodzenia nowej klasy szczepionek.
Produkcja i perspektywy na przyszłość
Prostszy proces produkcyjny DoriVac i zmniejszone wymagania dotyczące łańcucha chłodniczego mogą sprawić, że będzie on bardziej przystępny cenowo, szczególnie w regionach ubogich w zasoby. Jak wynika z ostatnich badań, platforma wykazuje również obiecujący profil bezpieczeństwa.
Platforma DoriVac jest obecnie przekładana na zastosowania kliniczne za pośrednictwem DoriNano, firmy, której współzałożycielem jest doktor medycyny Yang (Claire) Zeng, który kierował rozwojem.
Szczepionki oparte na origami DNA stanowią znaczący postęp w wakcynologii, oferując bardziej stabilne, wszechstronne i potencjalnie tańsze rozwiązanie przyszłych zagrożeń chorobami zakaźnymi. Unikalna konstrukcja platformy i wykazana skuteczność sugerują, że może ona odegrać kluczową rolę w globalnej gotowości na wypadek pandemii.
