Ein Forscherteam entwickelt eine neue Art von COVID-19-Impfstoff - mit Nanopartikeln, die mit denselben Proteinen besetzt sind, die wir auf den Oberflächenspitzen des Virus sehen, gemäß a neue Studie in der Zeitschrift veröffentlicht ACS Central Science .
Während sich der neue Impfstoff noch in einer frühen vorklinischen Phase befindet, könnte er eine kostengünstigere Alternative sein und mit nur einer Einzeldosis wirken.
VERBINDUNG: NEUE NANOBODIES BLOCK CORONAVIRUS-INFEKTION, VERRIEGELT IN DEN 'INAKTIVEN' MODUS
Stanford-Wissenschaftler entwickeln COVID-19-Impfstoff gegen Nanopartikel
Die Oberflächenspitzen sind der Grund, warum Coronaviren - wobei Corona lateinisch für "Krone" ist - eine Wirtszelle so effektiv durch Fusion infizieren, dass ein Durchgang für virale Genome entsteht, der in die Maschinerie menschlicher Zellen eindringt und diese entführtmehr Viren reproduzieren.
Wissenschaftler sagen, dass die Coronavirus-Spikes als Antigene verwendet werden können, wodurch ihre Anwesenheit im Körper eine Immunantwort auslösen kann, gemäß a Blogbeitrag auf der Website der Stanford University.
"Unser Ziel ist es, einen Einzelimpfstoff herzustellen, für dessen Lagerung oder Transport keine Kühlkette erforderlich ist", sagte der Stanford-Biochemiker Peter S. Kim, der auch Professor für Biochemie bei DK Ludwig ist. "Wenn wir erfolgreich sindWenn es gut gemacht wird, sollte es auch billig sein. Die Zielgruppe für unseren Impfstoff sind Länder mit niedrigem und mittlerem Einkommen. "
Pfizer, Modernas mRNA-Impfstoffe sind teurer, mehrere Dosen erforderlich
Nanopartikel-Impfstoffe sind einzigartig - sie gleichen die Wirksamkeit von Impfstoffen auf Virusbasis mit der einfacheren Herstellung und Sicherheit von Impfstoffen gegen Untereinheiten aus. Impfstoffe, die Antigene mit Viren abgeben können, sind in der Regel wirksamer als solche, die nur isolierte Fragmente eines Virus enthaltenNehmen Sie sich mehr Zeit für die Produktion, verursachen Sie häufig Nebenwirkungen und benötigen Sie eine angemessene Kühlung.
Nukleinsäure-Impfstoffe - wie die mRNA-Impfstoffe von Pfizer und Moderna, die von der FDA eine Genehmigung für den Notfall erhalten haben - die Herstellung nimmt noch weniger Zeit in Anspruch als die Herstellung von Nanopartikel-Impfstoffen, der Nachteil ist jedoch der teure Herstellungsprozess zusätzlich zur Mehrfachdosisanforderung.
Nanopartikel-COVID-19-Impfstoff für klinische Studien am Menschen
Frühe Tests an Mäusen zeigen, dass der Stanford-Nanopartikel-Impfstoff mit nur einer Dosis eine COVID-19-Immunität erreichen kann. Die Forscher entwickeln ihren Impfstoff für einen einfachen Zugang, wobei Versand und Lagerung in gefriergetrockneter Pulverform voranschreitenDie USA, die der vollständigen Entwicklung am nächsten kommen, benötigen alle Kühllagertemperaturen zwischen 8 und -70 Grad Celsius.
"Dies ist ein sehr frühes Stadium und es gibt noch viel zu tun", sagte eine ehemalige Postdoktorandin von Kims Labor und Hauptautorin des Papiers, Abigail Powell. "Aber wir denken, es ist ein solider Ausgangspunkt für waskönnte ein Einzeldosis-Impfschema sein, das nicht auf der Verwendung eines Virus zur Erzeugung von Schutzantikörpern nach der Impfung beruht. "
Der bevorstehende Impfstoffkandidat der Forscher wird noch einer Feinabstimmung unterzogen, mit der Hoffnung, ihn den klinischen Studien am Menschen näher zu bringen.
Abbildung von Coronavirus-Spikes, Formen von Nanopartikeln
Besonders groß ist das SARS-CoV-2-Spike-Protein, weshalb Wissenschaftler in der Regel gekürzte Modelle fälschen, um die Kurations- und Anwendungsprozesse zu vereinfachen. Bei näherer Betrachtung der Spikes beschlossen Kim und sein Team, einen Abschnitt in der Nähe des Bodens zu entfernender Spikes.
Um den Impfstoff zu beenden, brachte das Team den verkürzten Coronavirus-Spike zusammen mit Ferritin-Nanopartikeln - einem Protein mit Eisen -, das zuvor am Menschen getestet wurde. Vor der Coronavirus-Krise hatte Powell mit diesen Nanopartikeln zusammengearbeitet, um einen lebensfähigen Ebola-Impfstoff zu kuratieren.Gemeinsam mit Wissenschaftlern des SLAC National Accelerator Laboratory verwendeten die Forscher Kryo-Elektronenmikroskopie, um ein 3D-Bild der Spike-Ferritin-Nanopartikel zu erhalten - das die Genauigkeit der Teamstruktur bestätigte.
Wissenschaftler verwenden Pseudo-Coronavirus, vermeiden Biohazard Lab
Bei den Mäusetests wurden verkürzte Spike-Nanopartikel mit vier verschiedenen potenziell wirksamen Variationen verglichen. Dazu gehören vollständige oder teilweise Spikes ohne Nanopartikel, Nanopartikel mit vollen Spikes und ein Impfstoff, der nur den spezifischen Spike-Abschnitt enthält, der zum Binden von Zellen verwendet wird. während der Infektion .
Um die Wirksamkeit ihrer Impfstoffe zu testen, wäre ein Labor für Biosicherheitsstufe 3 erforderlich gewesen, daher haben die Forscher die experimentelle Abkürzung gewählt, ein sichereres Pseudo-Coronavirus zu verwenden, das so modifiziert ist, dass es die gleichen "Kronen" -Spitzen trägt.
Nanopartikel-Impfstoffe erhöhten die Antikörperspiegel erheblich
Die Forscher überwachten die Spiegel neutralisierender Antikörper, um die potenzielle Wirksamkeit jedes Impfstoffs zu ermitteln. Antikörper sind Blutproteine, die der Körper als Reaktion auf Antigene produziert. Antikörper, die neutralisieren können, sind die Untergruppe von Antikörpern, die das Virus daran hindern können, eine Wirtszelle erfolgreich zu infizierenlaut Stanford Blogbeitrag .
Beide Kandidaten für Nanopartikel-Impfstoffe erhöhten die Spiegel neutralisierender Antikörper - mit mindestens einer Dosis auf mindestens das Doppelte der bei Menschen mit COVID-19-Krankheit beobachteten Werte. Zusätzlich ermöglichte der verkürzte Spike-Nanopartikel-Impfstoff eine signifikant höhere neutralisierende Reaktionals die vollständigen oder bindenden Spike- oder Nicht-Nanopartikel-Impfstoffe.
Schnelles COVID-19-Impfstoff-Tempo ist „beispiellos“
Mit der zweiten Dosis Mäuse, die der verkürzten Spitze ausgesetzt waren Nanopartikel Der Impfstoff wies die höchsten beobachteten Werte der entscheidenden neutralisierenden Antikörper auf.
Bei der Überprüfung dieses Projekts sagte Powell, dass die Zeit vom Beginn bis zu den ersten Mausstudien ungefähr vier Wochen betrug. "Alle hatten viel Zeit und Energie für dasselbe wissenschaftliche Problem", erklärte sie. "Es ist ein sehr einzigartiges SzenarioIch erwarte nicht wirklich, dass ich dem in meiner Karriere jemals wieder begegnen werde. "
"Was im letzten Jahr passiert ist, ist wirklich fantastisch, da die Wissenschaft in den Vordergrund tritt und in der Lage ist, mehrere verschiedene Impfstoffe herzustellen, die so aussehen, als ob sie gegen das Virus wirksam sind", fügte Kim hinzuJahrzehnt, um einen Impfstoff zu machen, wenn Sie sind sogar erfolgreich. Dies ist beispiellos. "
Nanopartikel-Impfstoff ist möglicherweise nicht erforderlich
Während der neuartige Impfstoff des Teams für Bevölkerungsgruppen entwickelt wurde, die Schwierigkeiten haben, Zugang zu den anderen Coronavirus-Impfstoffen im Mittelpunkt zu erhalten, ist es angesichts der Geschwindigkeit, mit der die anderen Impfstoffkandidaten zum Tragen kamen, nicht unmöglich, dass die Welt den Impfstoff nicht benötigtNanopartikel-COVID-19-Impfstoff.
Wenn sich der Nanopartikel-Impfstoff als überflüssig erweist, sind die Forscher bereit, erneut zu beginnen und einen universelleren Coronavirus-Impfstoff zu entwickeln - einen, der Menschen zusätzlich gegen SARS-CoV-1, MERS, SARS-CoV-2 immunisieren kann. zukünftige Coronaviren möglicherweise auf der Lauer liegend.
Komplexe globale Probleme erfordern komplexe Lösungen
"Impfstoffe sind eine der tiefgreifendsten Errungenschaften der biomedizinischen Forschung. Sie sind eine unglaublich kostengünstige Möglichkeit, Menschen vor Krankheiten zu schützen und Leben zu retten", fügte Kim hinzu. "Dieser Coronavirus-Impfstoff ist Teil unserer bereits geleisteten Arbeit -Entwicklung von Impfstoffen, die historisch schwierig oder unmöglich zu entwickeln sind, wie ein HIV-Impfstoff - und ich bin froh, dass wir uns in einer Situation befinden, in der wir möglicherweise etwas zum Tragen bringen könnten, wenn die Welt es braucht. "
Man kann sich die Coronavirus-Krise leicht als etwas Monolithisches vorstellen - einen einzigartigen Antagonisten, der einen wichtigen Gegenschlag benötigt, um besiegt zu werden, wie den Kopf einer Schlange. Aber hier wie anderswo ist die Realität von Viren nuancierter. Sie entwickelt sich ständig weiter und mutiertreißt durch eine Bevölkerung von Menschen, die in einem weiten Streudiagramm wirtschaftlicher Instabilität existieren. Pfizer / BioNTech Moderna und andere COVID-19-Impfstoffe, die derzeit eingeführt werden, werden letztendlich als angemessene Reaktion auf die Pandemie angesehen. Die komplexen Realitäten koexistierender Viren - verstärkt durch Wohlstandsunterschiede weltweit - erfordern dynamisches, unkonventionelles Denken bei der Entwicklung von Impfstoffen.