흡입 가능한 COVID-19 백신은 설치류 모델에서 가능성을 보여줍니다

흡입 가능한 COVID-19 백신은 설치류 모델에서 가능성을 보여줍니다
날짜:
2022년 7월 5일
원천:
노스캐롤라이나 주립대학교
요약:
연구원들은 상온에서 최대 3개월 동안 안정하고 폐를 구체적이고 효과적으로 표적화하고 흡입기를 통해 자가 투여할 수 있는 흡입 가능한 COVID-19 백신을 만들었습니다.

연구원들은 상온에서 최대 3개월 동안 안정하고 폐를 구체적이고 효과적으로 표적화하고 흡입기를 통해 자가 투여할 수 있는 흡입 가능한 COVID-19 백신을 만들었습니다. 연구진은 또한 이 백신의 전달 메커니즘(LSC-Exo라는 폐 유래 엑소좀)이 현재 사용 중인 지질 기반 나노 입자보다 폐 점막 내막 회피에 더 효과적이며 단백질과 함께 효과적으로 사용할 수 있음을 발견했습니다. 기반 백신.

NC 주립대의 Randall B. Terry Jr. 재생의학 석좌교수이자 NC 주립/UNC-Chapel Hill 공동 의생명공학과 교수인 Ke Cheng은 UNC-Chapel Hill 및 Duke University의 동료들과 함께 이 연구를 주도했습니다. 개념 증명에서 동물 연구에 이르기까지 백신 프로토타입 개발.

"우리가 해결하고자 했던 백신 전달과 관련된 몇 가지 문제가 있습니다."라고 Cheng은 말합니다. "첫째, 근육 주사를 통해 백신을 복용하는 것은 폐 시스템에 들어가는 데 덜 효율적이어서 그 효능을 제한할 수 있습니다. 흡입 백신은 COVID-19에 대한 이점을 증가시킬 것입니다.

“둘째, 현재 제형의 mRNA 백신은 냉장보관과 숙련된 의료진이 전달해야 한다. 상온에서도 안정적이고 자가 투여 가능한 백신은 환자 대기시간과 의료인의 스트레스를 크게 줄여준다. 팬데믹 동안. 그러나 흡입을 통해 작동하려면 전달 메커니즘을 재구성해야 합니다."

연구진은 백신을 폐에 직접 전달하기 위해 LSC(폐 스페로이드 세포)에서 분비되는 엑소좀(Exo)을 사용했다. 엑소좀은 최근에 우수한 약물 전달 수단으로 인식되고 있는 나노 크기의 소포입니다.

먼저 연구원들은 LSC-Exo가 폐 전체에 단백질 또는 mRNA "화물"을 전달할 수 있는지 여부를 조사했습니다. 연구자들은 LSC-Exo의 분포와 보유를 현재 mRNA 백신에 사용되는 지질 나노입자와 유사한 나노입자와 비교했다. 세포외 소포( Extracellular Vesicle )에 실린 논문에서 연구자들은 합성 리포솜 입자보다 폐 유래 나노입자가 mRNA와 단백질 화물을 세기관지와 폐 심부 조직으로 전달하는 데 더 효과적임을 보여주었습니다.

다음으로 연구자들은 LSC-Exo의 외부를 수용체 결합 도메인(RBD)으로 알려진 스파이크 단백질의 일부로 장식하여 흡입 가능한 단백질 기반 바이러스 유사 입자(VLP) 백신을 만들고 테스트했습니다. SARS-CoV-2 바이러스로부터. 연구를 설명하는 논문이 Nature Biomedical Engineering 에 게재되었습니다 .

"백신은 다양한 수단을 통해 작용할 수 있습니다"라고 Cheng은 말합니다. "예를 들어, mRNA 백신은 스파이크 단백질에 대한 항체를 생성하도록 지시하는 스크립트를 세포에 전달합니다. 반면에 이 VLP 백신은 스파이크 단백질의 일부를 신체에 도입하여 면역계가 항체를 생성하도록 촉발합니다. 스파이크 단백질에."

설치류 모델에서 RBD 장식 LSC-Exo 백신(RBD-Exo)은 RBD에 특이적인 항체 생성을 유도하고 2회 백신 접종 후 살아있는 SARS-CoV-2 감염으로부터 설치류를 보호했습니다. 또한 RBD-Exo 백신은 실온에서 3개월 동안 안정한 상태를 유지했습니다.

연구원들은 작업이 유망하지만 엑소좀의 대규모 생산 및 정제와 관련된 문제가 여전히 있다고 지적합니다. RBD-Exo를 생성하는 데 사용되는 세포 유형인 LSC는 현재 동일한 연구원이 퇴행성 폐 질환 환자를 치료하기 위한 1상 임상 시험에 있습니다.

"흡입 가능한 백신은 점막 및 전신 면역을 모두 부여할 것이며, 저장 및 배포가 더 편리하고 대규모로 자가 투여될 수 있습니다."라고 Cheng은 말합니다. "따라서 생산 규모를 늘리는 것과 관련된 문제가 여전히 있지만 우리는 이것이 추가 연구 및 개발 가치가 있는 유망한 백신이라고 믿습니다."