Это примеры того, как инновационные биоматериалы могут улучшить вакцины против ВИЧ и других инфекционных заболеваний и иммунотерапию для больных раком или ослабить реакцию при аутоиммунных заболеваниях, аллергиях и реципиентах трансплантированных органов. Обзор этих усилий появится 14 декабря в журнале Trends in Immunology.Биоинженер Кристофер Джуэлл и хирург-трансплантолог и иммунолог Джонатан Бромберг из Университета Мэриленда объединились, чтобы осветить потенциальные возможности использования белков, липидов и полимерных частиц в качестве новых и улучшенных носителей доставки в вакцинах и иммунотерапевтических препаратах.«Это совершенно новый образ мышления о том, как, где и когда доставлять иммунные сигналы и антигены, чтобы вы получили гораздо лучший иммунный ответ», — говорит Бромберг, профессор хирургии, микробиологии и иммунологии в медицинской школе Университета Мэриленда. соавтор. «Это позволяет реально изменить парадигму в представлении о вакцинах для лечения и профилактики инфекционных заболеваний, а также о потенциальных вакцинах от рака».
При раке стратегии включают модификацию специализированных иммунных клеток — Т-клеток — наночастицами, которые обеспечивают основу для уничтожения раковых клеток. При аутоиммунных заболеваниях, таких как рассеянный склероз, исследователи изучают способы использования полимерных частиц, несущих определенные комбинации иммунных сигналов, для деактивации неисправных иммунных клеток, атакующих здоровые клетки.
Джуэлл, доцент кафедры биоинженерии Фишелла и соавтор, отмечает, что многие из этих идей все еще находятся на доклинической стадии, и их необходимо сопоставить с существующими технологиями. Пластыри с микроиглами для вакцинации от гриппа, например, недавно доказали свою безопасность и эффективность в клинических испытаниях на людях; многие, кто пробовал, предпочли ее традиционной прививке от гриппа.Пластырь с почти невидимыми иглами доставляет вакцину к иммунным клеткам прямо под поверхностью кожи без боли, посещения врача или шприцев.
Пластыри не требуют охлаждения, что потенциально увеличивает доступность и безопасность вакцин в развивающихся странах. Пластыри также сокращают количество медицинских отходов, образующихся при использовании шприцев.
И применять их можно дома.Вакцины обычно представляют собой смесь двух важнейших компонентов: антигена, который позволяет специфически распознавать микроб, и адъювантов, активирующих иммунные клетки. Биоматериалы могут вскоре доставлять адъюванты, которые повышают и продлевают эффективность вакцин, сводя к минимуму количество введенного инородного материала в организм.
Контролируемая загрузка и высвобождение из разлагаемых каркасов может помочь устранить необходимость в многократных вакцинациях.Бромберг, иммунолог-трансплантолог, ищет новые способы предотвращения отторжения органов.
Его заинтриговала возможность создания иммуносупрессивных вакцин, подавляющих иммунный ответ. Иммуномодуляторы, которые изменяют или ослабляют иммунную систему, также могут уменьшить воспаление, вызванное аллергией и / или аутоиммунными нарушениями, при которых иммунная система организма атакует собственные клетки.Некоторые биоматериалы даже сами по себе непосредственно активируют иммунные пути и эффективно служат как носителем, так и адъювантом.
Это может привести к созданию материалов следующего поколения, которые активно контролируют реакцию организма на антигены или иммунотерапию.«Теперь у нас есть возможность заставить носителя манипулировать иммунной системой на основе структуры, обеспечивая дополнительный путь для создания наиболее эффективного иммунного ответа», — говорит Джуэлл.
Эта работа частично поддерживается Национальным научным фондом, Национальным обществом рассеянного склероза, Фондом Дэймона Руньона и Фондом исследований ювенильного диабета.