蜘蛛丝获灵感,科学家研制出新型抗癌疫苗递送载体

医谷 中字

为了对抗癌症,研究人员越来越多地使用疫苗来刺激免疫系统识别并破坏肿瘤细胞,然而临床上并不是总能得到所需的免疫应答,为了加强疫苗对免疫系统的效力--特别是对于侦测肿瘤细胞举足轻重的T淋巴细胞--来自日内瓦大学、弗赖堡大学、慕尼黑大学以及拜罗伊特大学的研究人员,与德国AMSilk公司合作开发了一款能够将疫苗直接递送到免疫细胞核心的蜘蛛丝微胶囊。这一研究发现亦可应用于预防性疫苗,并且为研发靶向更精准、使用更便捷、抗极端储存条件更优的疫苗迈出重要一步。

我们的免疫系统主要基于两种类型的细胞:产生各种抗感染所需抗体的B淋巴细胞和T淋巴细胞。当出现癌症或某些传染病如肺结核时,免疫系统需要激活T淋巴细胞,然而其激活机制比B淋巴细胞更为复杂:为了引发反应必须使用一种肽,然而如果直接注射,那么在到达靶标之前肽就会被机体降解掉。

“开发有效抗癌的免疫治疗药物,必须产生显着的T细胞反应,”负责该项工作的日内瓦大学医学及科学系抗肿瘤免疫治疗专家Carole Bourquin教授说道: “目前的疫苗对T细胞作用有限,因此研制出能够克服这一问题的疫苗接种程序至关重要。”

蜘蛛丝获灵感,科学家研制出新型抗癌疫苗递送载体

摄入蜘蛛丝纳米颗粒的免疫细胞(绿色)。核内体,即纳米颗粒释放疫苗的细胞部分,呈蓝色。Credit:Laboratoire Bourquin - UNIGE

几乎坚不可摧的胶囊

科学家们使用了合成蜘蛛丝生物聚合物--一种轻便、生物相容性高的无毒材料,对光和热的降解具有高度抵抗力。 “我们在实验室重新制作了这种特殊的丝,以插入一种具有疫苗特性的肽,”拜罗伊特大学蜘蛛丝领域专家Thomas Scheibel解释说:“最终的蛋白质链被盐析出来,形成可注射的微粒。”

丝微粒形成递送胶囊,可防止疫苗肽被快速降解,并将其递送至淋巴结细胞的中心,由此显着增加T细胞的免疫应答。 Carole Bourquin表示:“我们的研究证明了这种技术用于制备稳定、简便、可定制化新疫苗的有效性。”

合成丝质生物聚合物颗粒具有很高的耐热性,可承受超过100°C的高温数小时而不被损坏。 从理论上讲,这一技术也许可以开发出不需要佐剂和冷链的疫苗。 这是一个不可否认的优势,因为在许多地方尤其是发展中国家,疫苗的保存是一大难题。 然而该技术的局限性之一是微粒的大小:尽管理论原则上该微粒适用于任何足够小的可并入丝蛋白中的肽,但是还需要进一步研究,以确定它是否也适用于标准疫苗中使用的较大抗原,特别是在针对病毒性疾病时。

“越来越多的科学家正试图模仿大自然,”Scheibel补充道:“蜘蛛丝的特性使其成为一种特别有趣的产品:生物相容性高、固态、薄、可生物降解、耐极端条件甚至抗菌,可以想象其未来的应用也很广泛,例如伤口敷料、缝合线等。

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