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Progettazione di un vaccino del mRNA SARS-CoV-2 incapsulato in nanoparticelle del lipido

Poichè la mortalità di COVID-19-related sorpassa 1 milione, le centinaia di articoli scientifici hanno riferito la prestazione di una miriade di candidati vaccino contro il virus. Ora, un nuovo studio presentato sul bioRxiv* del " server " della pubblicazione preliminare nell'ottobre 2020 descrive la progettazione efficiente di un vaccino del mRNA contro il coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo, in base all'uso del dominio virale mRNA (RBD) dell'ricevitore-associazione incapsulato in nanoparticelle del lipido (LNP). Ciò è un approccio novello per i vaccini del mRNA per tutta l'indicazione e può avvantaggiare il campo di sviluppo del vaccino complessivamente.

Vari tipi vaccino

I tipi vaccino differenti includono inattivato/vivono virus attenuato, vettore virale recombinante, proteina recombinante, vaccino del DNA e vaccino del RNA messaggero (mRNA). Fra questi, il vaccino del mRNA è diventato meritatamente popolare come la tecnologia per assicurare il mRNA stabile si è sviluppata, con i metodi superiori della consegna per entrare il vaccino nella cellula ospite.

Vantaggi dei vaccini del mRNA

Non solo è il mRNA non infettivo e così più sicuro, ma egualmente previene la necessità per il vaccino di entrare nel nucleo, che è più complicato. Inoltre, usa un processo di produzione rapido e semplice, che è un vantaggio cruciale nella regolazione acuta della pandemia corrente. Infatti, il vaccino di Moderna, in base alla proteina virale mRNA della punta, ha richiesto i soltanto 66 giorni al viaggio dalla selezione della sequenza del RNA alla prima amministrazione ad un essere umano.

Tuttavia, l'assorbimento del mRNA è una sfida poiché quasi ogni tessuto nel corpo umano contiene le ribonucleasi che degradano tutto il RNA che incontrano. Ciò, accoppiato con la carica negativa del mRNA, lo rende difficile affinchè il vaccino fornisca la cella ed il suo traffico attraverso la membrana cellulare, che è negativamente egualmente - fatto pagare.

Vantaggi di LNPs

Per questo motivo, i ricercatori hanno usato una molecola dei portafili per conservare il mRNA nel modulo intatto e per promuovere il suo assorbimento nella cella. Ciò è il ruolo svolto da LNPs, che sono un modulo specializzato di consegna del siRNA nell'organismo ospite senza dovere usare un vettore virale. Ottenere l'approvazione di FDA, queste ora è ampiamente usato per la consegna del mRNA della antigene-codifica, incapsulando gli antigeni virali contro il HIV, CMV, la rabbia e l'influenza, per citare alcuni.

Un LNP tipico contiene quattro parti, il lipido ionizzabile che permette che il LNP auto-monti, l'agente di stabilizzazione (colesterolo), un fosfolipide che presta la stabilità alla struttura d'incapsulamento bilayered del lipido e un polietilene glicole contenente lipidi di stabilizzazione (PARITÀ) che promuove la stabilità.

Il primo è determinante per l'entrata intracellulare del mRNA. Il lipido ionizzabile migliora la tariffa dell'incapsulamento del mRNA, aumenta le dimensioni di interazione fra il mRNA e la membrana cellulare malgrado la carica negativa su entrambi e può anche aiutare con la fuga endosomal, con cui il mRNA entra nel citoplasma dal endosome in moda da poterlo tradurre in proteina immunogena codificata. Quindi, la piattaforma di LNP sembra affrontare la stabilità e le emissioni in relazione con la tassa negative con il mRNA destinato ad uso intracellulare.  

Strutture chimiche e beni fisico-chimici del comitato progettato A di LNPs: Illustrazioni schematiche delle strutture dei lipidi progettati. Comitato B: Illustrazione schematica della sintesi di LNP. Comitato C: La distribuzione per ampiezza e l
Strutture chimiche e beni fisico-chimici del comitato progettato A di LNPs: Illustrazioni schematiche delle strutture dei lipidi progettati. Comitato B: Illustrazione schematica della sintesi di LNP. Comitato C: La distribuzione per ampiezza e l'indice analitico rappresentativi della multidispersione (PDI) di LNPs hanno misurato dal comitato leggero dinamico D di scattering: Le immagini rappresentative di TEM di LNP #2. sottopongono a operazioni di disgaggio la barra 100 nanometro.

Espressione ed immunizzazione di Luciferase di prova

I ricercatori, che hanno avuti esperienza precedente sviluppare i lipidi ionizzabili novelli che sarebbero stati utili affinchè le formulazioni di LNP raggiungessero la consegna del siRNA, hanno esaminato l'uso potenziale di parecchi lipidi ionizzabili in vivo. Hanno identificato i lipidi appropriati che avrebbero permesso che il mRNA sfugga a dal compartimento endosomal ed entri nel cytosol per la traduzione.

Hanno selezionato due del LNPs più popolare per verificare la loro formulazione vaccino. Hanno impiegato un indicatore di luciferase per dimostrare l'assorbimento del mRNA e per valutare così l'efficacia della formulazione di LNP.

Le due formulazioni selezionate sono state trovate per produrre l'espressione intensa e longeva del luciferase, con un burst di luminescenza dopo l'aggiunta del luciferin. I ricercatori hanno trovato una risposta limitata dell'anticorpo dopo un'immunizzazione, ma un di più alto livello della risposta cellulare ha diretto contro l'antigene di luciferase. Entrambe LNPs ha suscitato l'immunità cellulare comparabile, ma la luminescenza con una era più transitoria dell'altra.

Il reticolo dell'espressione della proteina, quindi, non predice l'immunizzazione della molecola. Piuttosto, questo è determinato dal risparmio di temi dell'assorbimento dell'antigene dalle celle dipresentazione (APC), che lo consegnano ai linfociti nel linfonodo.  Ciò provocherà l'attivazione delle celle di T e la produzione dei mediatori immuni.

Nell'esperimento corrente, la risposta immunitaria è sembrato essere robusta a causa della distribuzione del tessuto e delle cellule della proteina espressa. Ulteriore ricerca è richiesta di esaminare come la proteina di luciferase è espressa in vari tessuti ed organi.

Immunità robusta con il vaccino di LNP-RBD mRNA

Facendo uso di un modello del mouse, hanno paragonato intramuscolarmente o intradermicamente la risposta immunitaria dopo l'inoculazione, a RBD mRNA e a LNP-RBD mRNA. Il primo era inefficace.

Con il secondo, la dose di innesco da solo ha suscitato una risposta umorale limitata ma l'immunità cellulare sostanziale, particolarmente con l'itinerario intramuscolare. Tuttavia, con un regime di principale-spinta, il vaccino ha indotto una risposta immunitaria robusta con un ad alto livello degli anticorpi di neutralizzazione e di una risposta cellulare di Th1-skewed.

Di nuovo, una delle due formulazioni provate indicate ha migliorato l'immunizzazione dopo amministrazione intradermica, forse perché può attivare gli APC dopo sia amministrazione intradermica che intramuscolare. Altro quello ha immunizzazione significativa soltanto tramite itinerario intramuscolare.

Implicazioni e ricerca futura

Questi risultati hanno potuto indicare l'importanza della via di somministrazione quando valuta l'efficacia vaccino per gli esperimenti futuri.

La formulazione di LNP-RBD era in modo dimostrabile superiore alla punta recombinante o a RBD, facendo uso di un regime di principale-spinta. Anche se gli ultimi hanno indotto i titoli comparabili degli anticorpi di neutralizzazione, la risposta cellulare mancava contrassegnato, contro l'uso del vaccino di LNP RBD mRNA.

Ciò è spiegata dal fatto che la proteina recombinante richiede di essere presa dagli APC affinchè una risposta immunitaria accada. Tuttavia, l'espressione dell'antigene intracellulare che segue inevitabilmente l'entrata del mRNA nella cella significa che la presentazione della classe I di MHC degli epitopi deriva dall'amministrazione vaccino, che innesca le celle di T citotossiche e le celle del Th.

La presenza di due sottoinsiemi complementari delle celle di T attivate provoca una forte e risposta immunitaria durevole, sia anticorpo che comunicato per cellule, dopo la vaccinazione di LNP RBD mRNA.

Per concludere, la preoccupazione che la vaccinazione potrebbe indurre il potenziamento dipendente dall'anticorpo (ADE) e la malattia respiratoria migliorata vaccino-associata (VAERD) e così è deleteria piuttosto che utile per il paziente, si attenua dall'avvenimento di un Th1- piuttosto che la risposta di Th2-biased. La ricerca è richiesta per esplorare il ruolo svolto dai beni fisici e chimici dei lipidi utilizzati nel LNPs, in grado di guidare la composizione ai dei vaccini basati LNP futuri del mRNA.

La dimostrazione di una risposta immunitaria robusta indica la promessa in questo approccio a sviluppo del vaccino.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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