admin 
6. august 2021 – Finn det. Drep det. Dette er den enkle forutsetningen bak nye biomaterialebaserte vaksiner som eksperter designer for å avverge fremtidige patogener, eller bakterier som kan true menneskers helse.
Som de planlegger neste generasjon vaksiner, forskere er bank på ideen om at strukturen i en fremtid pandemi-skala patogen vil være som de de allerede vet om.
Den nye vaksineklassen utvikles for å overbelaste immunforsvar for å hjelpe kroppen til raskt å reagere på en rekke patogener.
De nye biomaterialbaserte vaksinene er også hyllestabile, noe som betyr at de ikke trenger å bli nedkjølt som noen COVID-19-skudd. Dette er oppmuntrende nyheter for raskere utrulling av vaksiner, og det vil hjelpe fattigere land som mangler kjøling for forsyninger.
Nye biomaterialevaksiner tapper inn i kroppens naturlige immunrespons, forklarer Michael Super, PhD, fra Wyss Institute ved Harvard University i Boston, som er førsteforfatter på en ny studie undersøke hva vaksinene kan gjøre.
Tidligere forskning har vist at forskere kan lage et depot under huden som fungerer som en beskyttende lymfeknute, eller en liten bønneformet struktur som fungerer som en del av kroppens immunsystem for å bekjempe infeksjoner og sykdommer.
Overlader immunsystemet
Dette åpner muligheten for at et biomateriale, som silika, et viktig spormineral allerede i bindevev i kroppen, kan brukes til å injisere et patogen for å hjelpe kroppen til å produsere antistoffer mot det og støtte hvordan immunsystemet samler seg, forklarer Super.
“Vi rekrutterer immunsystemet til det stedet, og så tar de dendritiske cellene opp antigenet du putter i det biomaterialet,” sier han. “Det skaper et faresignal som aktiverer de dendritiske cellene på en veldig naturlig måte. Immunsystemet overproduserer ikke, men det reagerer, og vi har funnet ut at det reagerer veldig raskt. Vi gjenoppretter i hovedsak det immunsystemet normalt gjør.”
Etter hvert som cellene modnes på forekomsten, lærer de hvilke signaler de skal sende til resten av immunsystemet, slik at det reagerer på patogenet målrettet av vaksine. Disse cellene beveger seg deretter gjennom kroppen og stimulerer andre immunresponsive celler.
I studien tok Super og hans forskerteam denne prosessen et skritt videre og brukte biomaterialevaksinen til å introdusere levende svekkede patogener i kroppen. Denne prosessen holdt patogenet levedyktig, men ufarlig.
Denne prosessen er forskjellig fra de rekombinante piggproteinvaksinene som brukes for COVID-19 som bruker genetisk manipulerte midler for å produsere antistoffer som er rettet mot koronaviruset.
“Vi fant ut at vi kunne ta levende patogener og drepe dem med et antibiotikum eller noe annet og bruke det direkte som en del av vaksinen vi ønsker,” sier Super. “Du trenger ikke å gjøre den komplekse produksjonen; du kan bare ta den, fange den, drepe den og blande den med biomaterialet og injisere eller implantere den. Vi har sett at du deretter har fått disse native antigenene til å bekjempe patogenet. “
Teamet brukte denne prosessen til å målrette en form for E coli, en type bakterier som vitenskapelig er kjent som Escherichia coli som er spesielt farlig i husdyr. De infiserte en gris og ga den deretter et antibiotika for å drepe infeksjonen. De hentet de døde bakteriene fra grisens blod og kombinerte det med et biomateriale, i dette tilfellet mesoporøst silika, for å lage en vaksine.
Etter at de ga denne vaksinen til mus, utsatte de musene for en annen stamme av E coli, og musene bekjempet infeksjonen.
“Det er ikke bare gris-til-mus-aspektet som er spennende, det er at vi var i stand til å beskytte mot en dødelig utfordring fra en annen belastning,” sier Super. Resultatene var like når de testet vaksinen på mus infisert med Staphylococcus aureus, han sier.
Det meste av denne studien, som fokuserte på immunrespons mot bakterier, ble fullført før COVID-19-pandemien startet. Men forskerne sier at arbeidet har viktige implikasjoner for å forberede fremtidige pandemier.
Lagring for fremtidige trusler
“Et av problemene er at du ofte ikke vet hva patogenet er som du har å gjøre med, spesielt når det gjelder en biotrussel,” påpeker Super. Men “vi tror strukturen til et mikrobielt patogen vil være lik de opprinnelige, normale patogenene vi allerede vet om.”
Hvis det stemmer-og forskningen antyder at det vil-så kan en vaksine for et lite undersøkt patogen opprettes ved hjelp av patogener som er rettet mot strukturelt like, men godt studerte bakterier.
Biomaterialer kan produseres i bulk til lave kostnader og tørkes for fremtidig bruk.
“Vi ser på dette som noe som kan lages og lagres og er klart til bruk når det er nødvendig,” forklarer Super.
