I ricercatori del Dipartimento di Ingegneria dell’Università di Stanford hanno sviluppato una piattaforma di nanoparticelle che potrebbe rendere più efficaci i vaccini esistenti, compresi quelli contro l’influenza, il COVID-19 e l’HIV. Oltre ad aiutare i candidati al vaccino a produrre risposte immunitarie più forti e più durature, la piattaforma consentirà ai ricercatori di suscitare e testare diversi tipi di risposte immunitarie per determinare quale sia più efficace per la protezione contro specifici agenti patogeni.

“Queste nanoparticelle suscitano risposte immunitarie più forti e robuste e l'ampiezza della nostra piattaforma ci consente di regolare facilmente il tipo di risposta immunitaria in un modo che non era possibile con le tecnologie precedenti”, ha affermato Eric Appel, professore associato di scienza e ingegneria dei materiali. e autore principale dell'articolo. pubblicato 7 agosto a Progresso scientifico“Questo potrebbe essere uno strumento per comprendere come diversi tipi di risposte immunitarie portano a una protezione migliore o peggiore: era impossibile anche solo porsi questa domanda prima”.

Materiale ausiliario migliore

La maggior parte dei vaccini moderni insegnano al nostro sistema immunitario a riconoscere e combattere le infezioni introducendo solo una parte dell’agente patogeno – come l’ormai famigerata proteina “spike” del coronavirus – piuttosto che l’intero virus. Queste parti da sole potrebbero non causare una grande reazione, quindi i vaccini contengono anche adiuvanti, sostanze aggiunte che aiutano a stimolare e modellare la risposta immunitaria del corpo. Tuttavia, attualmente sono disponibili solo pochi adiuvanti per uso clinico e la loro efficacia può variare notevolmente.

“Volevamo creare un adiuvante il più potente possibile”, ha affermato Ben Ou, dottorando nel laboratorio Apple e primo autore dell'articolo. “Abbiamo combinato due diverse tecnologie adiuvanti per creare una piattaforma di nanoparticelle che attiva diversi percorsi immunitari migliora le risposte ai vaccini.”

I ricercatori hanno deciso di poter attaccare molecole chiamate TLR, che interagiscono con i recettori delle nostre cellule immunitarie innate, a un nucleo di nanoparticelle costituite da molecole di saponina, che sono state utilizzate come adiuvanti efficaci per decenni, anche nel vaccino Novavax COVID-19. Il risultato è un adiuvante che agisce attraverso molteplici percorsi immunitari, producendo una risposta ampia, robusta e duratura.

Au, Appel e i loro colleghi hanno testato gli adiuvanti, collettivamente chiamati adiuvanti TLRa-SNP, con vaccini COVID-19 e HIV. In entrambi i casi, gli adiuvanti hanno migliorato significativamente l’efficacia dei vaccini. Rispetto alle versioni combinate con un adiuvante esistente, i vaccini erano più potenti e duravano più a lungo. Hanno anche generato risposte immunitarie in grado di rilevare e neutralizzare più versioni di agenti patogeni: utilizzando gli adiuvanti TLRa-SNP, il candidato vaccino COVID-19 è risultato efficace contro il virus originale, nonché contro delta, omicron e altre varianti.

Trovare la giusta risposta immunitaria

Esistono diversi tipi di TLR, ognuno dei quali si lega a un diverso recettore immunitario. I ricercatori hanno creato cinque diverse versioni dell’adiuvante utilizzando nanoparticelle di saponina come piattaforma di base e sostituendo i recettori TLR attaccati. Sebbene tutti gli adiuvanti fossero efficaci, ciascuna versione ha creato un tipo leggermente diverso di risposta immunitaria, attivando diverse proteine ​​di segnalazione e spingendo le cellule immunitarie a intraprendere azioni diverse.

“Tutti gli adiuvanti che utilizziamo migliorano le risposte complessive al vaccino, ma i tipi specifici di miglioramenti variano”, ha affermato Au. “Se sappiamo che un certo tipo di attivazione immunitaria fornirà una protezione migliore, ora disponiamo di una piattaforma che consente di scegliere la combinazione specifica che guiderà quella risposta distinta”.

Utilizzando gli adiuvanti esistenti, i ricercatori possono testare quali creano la risposta immunitaria più forte se abbinati a un particolare vaccino, ma gli adiuvanti sono troppo variabili per indagare quale tipo di risposta immunitaria sarà più efficace nella protezione dall’infezione per un particolare agente patogeno. L'intercambiabilità degli agonisti TLR negli adiuvanti TLRa-SNP consentirebbe ai ricercatori di modulare la natura della risposta immunitaria mantenendo la robusta attivazione immunitaria generata dalla base di nanoparticelle di saponina.

Ci sono altri agonisti TLR che potrebbero essere abbinati a questa piattaforma, oltre ai cinque testati in questo articolo, ha detto Ou. È interessato a studiare altri agonisti, nonché a studiare gli effetti dell'uso simultaneo di più di un tipo di agonista TLR: i ricercatori hanno già dimostrato che ciò è possibile e sperano di realizzare in futuro ulteriori adiuvanti per nanoparticelle personalizzate, con l'obiettivo di sviluppare adiuvanti più efficaci.

“Questo approccio basato su piattaforma aprirà il campo per porre domande più investigative sul fatto che l’immunologia funzioni meglio in diversi contesti”, ha affermato Apple. “Contribuirà anche a produrre adiuvanti significativamente migliori”.