logo

Пользовательского поиска

Thursday 19th of July 2018

Инженеры MIT разрабатывают наночастицы для вакцин против ВИЧ, малярии и рака

PDF Печать E-mail
Актуальные темы - Нанотехнологии в медицине и биологии
24.02.2011 00:33

 

2

Иммунные клетки, помеченные зеленым флуоресцентным белком (GFP), окруженные наночастицами (красные), введенными в кожу мыши. (Фото: Peter DeMuth and James Moon)


Применение нанотехнологий в медицине позволяет достичь значительных успехов во многих ее областях. Инженеры Массачусетского технологического института (Massachusetts Institute of Technology, MIT) разработали новый тип наночастиц, способных безопасно и эффективно доставлять вакцины от таких заболеваний, как ВИЧ и малярия.

 

 

Новые наночастицы, описанные в февральском (2011) номере журнала Nature Materials, состоят из концентрических липидных сфер, которые несут синтетические варианты белков, производимых вирусами. Эти синтетические частицы вызывают сильный иммунный ответ – сравнимый с ответом на вакцины на основе живых вирусов, – но гораздо более безопасны, говорит Дэррелл Ирвин (Darrell Irvine), соавтор статьи, адъюнкт-профессор материаловедения и инженерии и биологической инженерии MIT.

Такие частицы могут помочь ученым в разработке вакцин от рака, а также инфекционных заболеваний. В сотрудничестве с учеными из Армейского исследовательского института Уолтера Рида (Walter Reed Army Institute of Research) Ирвин и его студенты сейчас тестируют на мышах способность своих наночастиц доставлять экспериментальную вакцину от малярии.

Вакцины защищают организм, подвергая его воздействию инфекционного агента, что «обучает» иммунную систему быстро отвечать на повторную встречу с этим патогеном. Во многих случаях для производства вакцин, например, против полиомиелита и оспы, используются убитые или ослабленные штаммы вируса. Другие вакцины, например, против дифтерии, содержат синтетическую версию какого-либо белка или другой молекулы, обычно производимой возбудителем.

3

 

Инженеры MIT создали наночастицы для доставки вакцины, вложив одна в другую липидные сферы. (Фото: Anna Bershteyn and James Moon)

 

 

 

При разработке вакцины ученые стараются спровоцировать, по крайней мере, одного из двух важнейших игроков иммунной системы: Т-клетки, атакующие инфицированные возбудителем клетки организма, или В-клетки, вырабатывающие антитела, мишенью которых являются вирусы или бактерии, находящиеся в крови и других жидкостях организма.

Для заболеваний, при которых возбудитель, такой как ВИЧ, имеет тенденцию оставаться внутри клеток, необходим сильный ответ со стороны одного из типов Т-клеток – Т-киллеров, или Т-«убийц». Лучший способ спровоцировать действие этих клеток - использовать убитый или ослабленный вирус, но это невозможно сделать в случае ВИЧ, так как этот вирус трудно сделать безвредным.

Чтобы избежать опасностей, связанных с использованием живых вирусов, ученые работают над созданием синтетических вакцин против ВИЧ и других вирусных инфекций, таких как гепатит В. Однако, будучи безопасными, такие вакцины не способны вызвать достаточно сильную реакцию со стороны Т-клеток. В последнее время ученые пытались инкапсулировать вакцины в липидные капли, называемые липосомами, что могло бы способствовать ответу Т-клеток на упаковку белка в вирусоподобные частицы. Однако такие липосомы недостаточно стабильны в крови и других жидкостях организма.

Ирвин, являющийся также членом Института интегративных исследований рака Дэвида Коха (David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research) MIT, решил использовать основанный на липосомах подход, сделав концентрические сферы из множества капель. При слиянии стенки соседних липосом химически «сшиваются» друг с другом, делая структуру более стабильной и менее подверженной слишком быстрому разрушению сразу после введения. Но при этом, как только наночастицы поглощаются клеткой, они быстро разрушаются и выделяют вакцину, провоцируя сильный ответ Т-клеток.

4

 

Адъюнкт-профессор материаловедения и инженерии и биологической инженерии MIT Дэррелл Ирвин (Darrell Irvine). Его лаборатория работает на стыке двух наук – материаловедения и иммунологии. Применение нанотехнологий в медицине позволяет ему достичь значительных успехов. (Фото: web.mit.edu)

 

 


В экспериментах на мышах Ирвин и его коллеги использовали наночастицы для доставки белка, называемого овальбумином – белого белка яиц, обычно применяемого в иммунологических исследованиях в силу доступности биохимических инструментов, способных отследить иммунный ответ на эту молекулу. Они установили, что три иммунизации небольшими дозами вакцины вызывали у мышей сильный ответ Т-клеток – до 30 процентов всех Т-лимфоцитов «убийц» проявляли специфичность к вакцинальному белку.

Это один из самых сильных ответов Т-клеток, вызываемый белковой вакциной, который сопоставим с ответом на сильные вирусные вакцины, но без проблем безопасности, связанных с использованием живых вирусов, комментирует свою работу Ирвин. Важно отметить, что частицы вызывают сильный ответ и со стороны В-клеток. Нирен Мурти (Niren Murthy), адъюнкт-профессор Технологического института Джорджии (Georgia Institute of Technology), считает, что новые частицы представляют собой «большое достижение», хотя, по его мнению, необходимы дальнейшие эксперименты, которые показали бы, что наночастицы могут вызывать иммунный ответ против человеческих заболеваний и в организме человека. «Они определенно стоят того, чтобы исследовать их в более сложных и дорогих экспериментах», - говорит ученый.

В дополнении к исследованиям малярии, проводимым с учеными Института Уолтера Рида, Ирвин занимается и разработкой наночастиц для доставки вакцин против рака и ВИЧ. Перенос этого подхода на ВИЧ осуществляется в сотрудничестве с коллегами из Института Рэйгона (Ragon Institute) MIT и Массачусетской общей больницы (Massachusetts General Hospital) – клинической базы Гарвардской медицинской школы (Harvard Medical School). Институт Рэйгона, финансирующий это исследование наряду с Фондом Гейтсов (Gates Foundation), Министерством обороны (Department of Defense) США и Национальным институтов здравоохранения (National Institutes of Health) США, был создан в 2009 году с целью разработки вакцины против ВИЧ.

 

 

По материалам

Nano-sized vaccines

 

Аннотация к статье Interbilayer-crosslinked multilamellar vesicles as synthetic vaccines for potent humoral and cellular immune responses

 

Еще о работе Дэррелла Ирвина

«Рюкзачки» с препаратами-адъювантами активируют иммунные клетки только в раковой опухоли

 

 

Related Articles:
 

Vinaora Visitors Counter

mod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_countermod_vvisit_counter
mod_vvisit_counterToday321
mod_vvisit_counterYesterday1025
mod_vvisit_counterThis week4320
mod_vvisit_counterLast week6681
mod_vvisit_counterThis month16731
mod_vvisit_counterLast month29238
mod_vvisit_counterAll days4051177

We have: 6 guests, 7 bots online
Your IP: 54.81.244.248
 , 
Today: Июл 19, 2018

RSS

Новое на LST

Работает на Joomla!. Valid XHTML and CSS.