MADRID, 12. März (EUROPA PRESS) –

Ein Forscherteam des MIT (USA) hat gezeigt, dass eine Art Nanopartikel namens Metal-Organic Framework (MOF) auch eine starke Immunantwort hervorrufen kann, indem sie das angeborene Immunsystem, die erste Verteidigungslinie des Körpers, gegen jeden Krankheitserreger aktiviert. durch zelluläre Proteine, sogenannte Toll-like-Rezeptoren.

Wie in „Sciece Advances“ veröffentlicht, zeigten die Forscher in einer Studie mit Mäusen, dass dieses MOF einen Teil des SARS-CoV-2-Spike-Proteins erfolgreich einkapseln und abgeben kann, während es gleichzeitig als Adjuvans fungiert, sobald das MOF in den Zellen zerfällt.

Während mehr Arbeit erforderlich wäre, um diese Partikel für die Verwendung als Impfstoffe anzupassen, zeigt die Studie, dass diese Art von Struktur für die Erzeugung einer starken Immunantwort nützlich sein kann, sagen die Forscher.

„Zu verstehen, wie das Medikamentenverabreichungsvehikel eine adjuvante Immunantwort verstärken kann, könnte bei der Entwicklung neuer Impfstoffe sehr nützlich sein“, sagt Ana Jaklenec, Hauptforscherin am Koch Institute for Integrative Cancer Research am MIT. ) und eine der Hauptautoren der neuen Studie.

Die Forscher konzentrierten sich auf ein MOF namens ZIF-8, das aus einem Netzwerk tetraedrischer Einheiten besteht, die durch ein Zinkion gebildet werden, das an vier Moleküle Imidazol, einer organischen Verbindung, gebunden ist. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass ZIF-8 Immunantworten deutlich stimulieren kann, es war jedoch nicht genau bekannt, wie dieses Partikel das Immunsystem aktiviert.

Um das Problem zu lösen, hat das MIT-Team einen experimentellen Impfstoff entwickelt, der aus dem SARS-CoV-2-Rezeptorbindungsprotein (RBD) besteht, das in ZIF-8-Partikel eingebettet ist. Diese Partikel haben einen Durchmesser zwischen 100 und 200 Nanometern und können so die Lymphknoten des Körpers direkt oder über Immunzellen wie Makrophagen erreichen.

Sobald die Partikel in die Zellen gelangen, werden die MOFs abgebaut und die viralen Proteine ​​freigesetzt. Forscher fanden heraus, dass Imidazol-Komponenten Toll-like-Rezeptoren (TLRs) aktivieren, die dabei helfen, die angeborene Immunantwort zu stimulieren.

Dieser Prozess ähnelt dem Aufbau eines verdeckten Einsatzteams auf molekularer Ebene, um wesentliche Elemente des Covid-19-Virus zum körpereigenen Immunsystem zu transportieren, wo sie spezifische Immunantworten aktivieren können, um die Wirksamkeit des Impfstoffs zu erhöhen.

Die RNA-Sequenzierung von Lymphknotenzellen zeigte, dass Mäuse, die mit ZIF-8-Partikeln geimpft wurden, die das virale Protein tragen, einen TLR-Signalweg namens TLR-7 stark aktivierten, was zu einer erhöhten Produktion von Zytokinen und anderen an Entzündungen beteiligten Molekülen führte. Mit diesen Partikeln geimpfte Mäuse erzeugten eine viel stärkere Reaktion auf das Virusprotein als Mäuse, die nur das Protein erhielten.

„Wir liefern das Protein nicht nur kontrollierter über ein Nanopartikel, sondern die Zusammensetzungsstruktur dieses Partikels fungiert auch als Adjuvans“, sagt Jaklenec. „Wir konnten sehr spezifische Reaktionen auf das Covid-Protein erzielen, und das mit einem dosissparenden Effekt im Vergleich zur alleinigen Verwendung des Proteins zur Impfung.“

Ein Vorteil der Entwicklung eines Subunit-Impfstoffs gegen Covid-19 besteht darin, dass solche Impfstoffe in der Regel einfacher und billiger herzustellen sind als mRNA-Impfstoffe, was ihre weltweite Verteilung erleichtern könnte, sagen Forscher.

Während diese und andere Studien die immunogene Fähigkeit von ZIF-8 gezeigt haben, muss noch mehr Arbeit geleistet werden, um die Sicherheit der Partikel und ihr Potenzial für die Skalierung für die Herstellung in großem Maßstab zu bewerten. Wenn ZIF-8 nicht als Impfstoffträger entwickelt wird, sollten die Ergebnisse der Studie den Forschern als Orientierungshilfe bei der Entwicklung ähnlicher Nanopartikel dienen, die zur Verabreichung von Untereinheiten-Impfstoffen verwendet werden könnten, schließt Jaklenec.