可编程的RNA纳米粒子可以抵抗寨卡病毒新闻动态

2018-05-16

em通过编程RNA纳米粒子,麻省理工学院的研究人员为寨卡病毒设计了一种新的候选疫苗。 / em

疫苗由称为信使RNA的遗传物质链组成,其被包装成将RNA递送入细胞的纳米颗粒。一旦进入细胞内,RNA就会翻译成蛋白质,引发宿主的免疫应答,但RNA不会自身整合到宿主基因组中,使其比DNA疫苗更安全或接种病毒本身。

“它的功能几乎像一种合成病毒,除非它不是致病性的, “麻省理工学院Koch综合癌症研究所的研究员兼新研究报告的作者Omar Khan说。 “我们可以控制它表达的时间,它是RNA,因此它不会整合到宿主基因组中。”

这项研究也为评估其他寨卡疫苗候选药物的有效性产生了新的基准,这可以帮助那些正朝着同一目标努力的人。

Jasdave Chahal是麻省理工学院Whitehead生物医学研究所的博士后,他是该论文的第一作者,他出现在 em Scientific Reports / em&gt ;.该论文的资深作者是前麻省理工学院生物学教授兼怀特海德研究所会员Hidde Ploegh,现任波士顿儿童医院细胞与分子医学项目的高级研究员。

本文的其他作者是陶方和Andrew Woodham,他们都是普洛赫实验室的前怀特海德研究所博士后;麻省理工学院研究生晶晶玲;和麻省理工学院化学工程系副教授,科赫研究所和麻省理工学院医学工程和科学研究所(IMES)成员丹尼尔安德森。

可编程疫苗

麻省理工学院团队去年首次报告了其新的可编程RNA疫苗方法。 RNA疫苗是吸引人的,因为它们诱导宿主细胞产生由RNA编码的蛋白质的许多拷贝。这比起蛋白质单独施用引起更强的免疫反应。然而,找到一种安全有效的方式来提供这些疫苗已被证明是具有挑战性的。

研究人员设计了一种方法,将RNA序列封装在纳米颗粒中,纳米颗粒由基于分形图案树枝状分子的分枝分子制成。可以诱导该修饰的树枝状大分子RNA结构多次折叠,产生直径约150纳米的球形颗粒。这与典型的病毒大小相似,允许颗粒通过相同的病毒进入机制进入细胞。在他们的2016年论文中,研究人员使用这种纳米粒子方法来产生用于埃博拉病毒,H1N1流感病毒和寄生虫弓形虫的实验疫苗。

在这项新研究中,研究人员解决了寨卡病毒,该病毒在2015年以巴西为中心流行,之后在世界各地蔓延,造成感染母亲所生婴儿的严重出生缺陷。由于麻省理工学院的方法不需要与病毒本身一起工作,研究人员认为他们可能能够比寻求更传统方法的科学家更快地探索潜在疫苗。

研究人员简单地用编码寨卡病毒蛋白的序列编程了他们的RNA纳米颗粒,而不是使用病毒蛋白或病毒的弱化形式作为疫苗,这是最常见的策略。一旦注射到体内,这些分子就会在细胞内复制并指导细胞产生病毒蛋白。本文的其他作者是陶方和Andrew Woodham,他们都是前白石学院博士后在Ploegh实验室;麻省理工学院研究生晶晶玲;和麻省理工学院化学工程系副教授,科赫研究所和麻省理工学院医学工程和科学研究所(IMES)成员丹尼尔安德森

在小鼠体内设计,生产和测试疫苗的整个过程花费的时间比它花费的时间少研究人员获得许可使用他们最终获得的寨卡病毒样本

”这是它的美丽,“查哈尔说。 “一旦我们决定做到这一点,在两周内我们准备给小鼠接种疫苗。 “

测量反应

当开发疫苗时,研究人员通常旨在从免疫系统的双臂产生反应 - 由T细胞和抗体介导的适应性臂,以及放大适应性反应所必需的固有臂。为了测量实验疫苗是否产生了强烈的T细胞应答,研究人员可以从体内去除T细胞,然后测量它们对病毒蛋白片段的反应。

迄今为止,从事寨卡疫苗研究的研究人员不得不购买不同蛋白质片段的文库,然后在其上测试T细胞,这是一个昂贵且耗时的过程。由于麻省理工学院的研究人员可以从他们接种疫苗的小鼠身上产生如此多的T细胞,他们能够快速筛选它们对抗这个文库。他们确定了小鼠中被激活的T细胞应答的八个氨基酸序列。既然这个序列也被称为表位,其他研究人员可以用它来在适当的小鼠模型中测试他们自己的实验性寨卡疫苗。

“我们可以合成这些疫苗,就像用真正的病毒感染某人一样,然后产生免疫反应,并利用该反应的数据帮助其他人预测他们的疫苗是否可行,如果他们与相同的表位结合, “汗说。研究人员希望最终将他们的寨卡疫苗转移到人体中进行测试。

“用Zika RNA疫苗免疫的小鼠中CD8 T细胞表位的鉴定和表征对于在寨卡疫苗开发领域工作的所有人员来说是一个非常有用的参考,”A * STAR新加坡免疫学的主要研究者Katja Fink说道,网络。 “RNA疫苗在过去几年受到了很多关注,虽然人类的重大突破尚未实现,但该技术有望成为一个灵活的平台,为新出现的病毒提供快速解决方案。”

Fink没有参与这项研究,他补充说,“最初的数据是有希望的,但描述的寨卡RNA疫苗方法需要进一步测试证明其有效性“。

研究人员的另一个重点领域是癌症疫苗。许多科学家正在研究可以编程病人免疫系统来攻击肿瘤细胞的疫苗,但为了做到这一点,他们需要知道疫苗应该瞄准什么。新的麻省理工学院战略可以让科学家们根据个体患者肿瘤细胞的基因序列快速生成个性化的RNA疫苗。

该研究由美国国立卫生研究院,富士胶片/ MediVector基金会,Lustgarten基金会,科赫研究所和达纳 - 法伯/哈佛中心中心桥项目奖,国防部医学研究办公室联合战士医学研究部计划和国家癌症研究所的癌症中心支持资助。

Jasdave S. Chahal等人,“针对寨卡病毒的RNA纳米颗粒疫苗引发抗体和CD8 + T细胞应答在小鼠模型中,“科学报告7”,产品编号:252(2017)doi:10.1038 / s41598-017-00193-w

来源: