Progressi nello sviluppo di vaccini a base di mRNA polmonare
Nuovi nanocarrier polimerici ibridi consentono un'efficace somministrazione del vaccino nei polmoni e l'attivazione mirata delle cellule immunitarie
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Un team di ricerca della LMU, guidato dalla professoressa Olivia M. Merkel, titolare della cattedra di Drug Delivery alla LMU, ha sviluppato un nuovo sistema di somministrazione per vaccini a base di mRNA inalabili. Pubblicato sulla rivista Cell Biomaterials, lo studio presenta una nuova combinazione di acido poli(lattico-co-glicolico) (PLGA) e poli(β-ammino esteri) (PBAEs), progettata per superare le principali barriere biologiche nei polmoni.
"Un'efficace vaccinazione mucosale per via inalatoria richiede sistemi di trasporto in grado di penetrare il muco delle vie aeree proteggendo le fragili molecole di RNA che trasportano", spiega Merkel. Una volta superata la barriera polmonare, i nanocarrier devono uscire dalle minuscole vescicole (endosomi) che li trasportano e introdurre in modo efficiente (trasfettare) l'mRNA nelle cellule immunitarie, che poi presentano gli antigeni corrispondenti sulla loro superficie.
Sistema di trasporto stabile ed efficiente
Il team della LMU ha progettato un sistema che raggiunge questi obiettivi attraverso un meccanismo coordinato spazio-temporalmente. I ricercatori hanno dimostrato che le loro nanoparticelle ibride trasfettano efficacemente le cellule del sistema immunitario mirate, un requisito critico per una robusta attivazione immunitaria, e supportano sia la presentazione dell'antigene che la maturazione delle cellule immunitarie. Inoltre, le particelle hanno attraversato con successo la barriera mucosa e hanno permesso l'espressione dell'mRNA in fette di polmone umano tagliate di precisione ex vivo, un modello di polmone umano molto importante.
"Un grande vantaggio del nuovo sistema è la sua robustezza durante l'aerosolizzazione", spiega Merkel. Dopo la nebulizzazione a maglia vibrante, i nanocarrier PLGA/PBAE hanno mantenuto un'efficienza di trasfezione superiore a quella delle nanoparticelle lipidiche clinicamente approvate, evidenziando la loro idoneità per le applicazioni vaccinali per via inalatoria. "I nostri risultati dimostrano che la progettazione di polimeri guidata dai dati può affrontare contemporaneamente più barriere di distribuzione. Questa piattaforma ibrida offre una promettente alternativa alle nanoparticelle lipidiche per i vaccini di mRNA polmonari di prossima generazione".
Lo studio è stato sostenuto dalla Fondazione Bavarese per la Ricerca e dal Consiglio Europeo della Ricerca (ERC). Secondo gli autori, rappresenta un importante contributo allo sviluppo di vaccini mucosali sicuri, efficaci e adatti ai pazienti.
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Pubblicazione originale
Min Jiang, Felix Sieber-Schäfer, Simone P. Carneiro, Dana Matzek, Anny Nguyen, Diana Leidy Porras-Gonzalez, Arun Kumar Verma, Miriam Kolog-Gulko, David C. Jürgens, Gerald Burgstaller, Bastian Popper, Xun Sun, Olivia M. Merkel; "A hybrid polymeric system for pulmonary mRNA delivery: Advancing mucosal vaccine development"; Cell Biomaterials
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