可编程RNA纳米粒子可以防止Zika病毒

研究人员对Zika疫苗取得进展

通过编程RNA.纳米粒子,研究人员麻省理工学院为Zika病毒设计了新的疫苗候选人。

疫苗包括被称为信使RNA的遗传物质股线,其包装成纳米颗粒,其将RNA送入细胞中。一旦内部细胞,RNA被翻译成蛋白质,刺激来自宿主的免疫应答,但RNA不整合到宿主基因组中,使其可能比a更安全脱氧核糖核酸疫苗或用病毒本身接种疫苗。

“它几乎就像一个合成病毒,除了它不是致病性,它不会传播,”麻省理工学院综合癌症研究所和新研究作者的作者,奥马尔·汗说。“我们可以控制它表达有多长时间,它是RNA,所以它永远不会集成到主机基因组中。”

该研究还产生了一种新的基准,用于评估其他Zika疫苗候选人的有效性,这可以帮助致力于相同目标的其他人。

Jasdave Chahal是麻省理工学院的白头生物医学研究所的博士后,是本文第一个作者,它出现在科学报告。本文的高级作者是Hidde Ploegh,这是一个前麻省理工学院生物学教授和白头研究所成员,现在是波士顿儿童医院yabo124的细胞和分子医学方案中的高级调查员。

本文的其他作者是陶方和安德鲁伍德·伍德汉姆,这是一个Ploegh实验室的前白头研究所博士后;荆京玲,麻省理工学院研究生;达尼尔安德森是麻省理工学院化学工程系的副教授以及科赫研究所和麻省理工学院医学工程研究所(IMES)。

可编程疫苗

MIT团队首先向去年报告了其可编程RNA疫苗的新方法。RNA疫苗是吸引人的,因为它们诱导宿主细胞以产生由RNA编码的蛋白质的许多拷贝。这引起了更强烈的免疫反应,而不是自身施用蛋白质。然而,寻找安全有效的递送这些疫苗的方法已经证明了具有挑战性。

研究人员设计了一种方法,将RNA序列包装成由支化分子制成的纳米颗粒,其基于分形图案的树枝状大分子。可以诱导这种改性的树枝状辊-RNA结构多次折叠,产生直径约150纳米的球形粒子。这尺寸与典型病毒类似,允许颗粒通过相同的病毒进入机制进入细胞。在2016年的纸张中,研究人员使用这种纳米粒子方法为埃博拉,H1N1流感和寄生虫产生实验疫苗Toxoplasma Gondii.

在新的研究中,研究人员在2015年在巴西以巴西蔓延出来的Zika病毒,并且从世界各地传播,导致出生于被感染母亲的婴儿的严重出生缺陷。由于MIT方法不需要与病毒本身合作,因此研究人员认为,他们可能能够比追求更传统的方法更快地探索潜在的疫苗。

除了使用病毒蛋白或病毒的弱化形式作为最常见的策略,而不是使用病毒蛋白质,而不是使用疫苗,其简单地将其RNA纳米颗粒与编码Zika病毒蛋白编码的序列进行编程。一旦注射到体内,这些分子在细胞内复制并指示细胞以产生病毒蛋白。

在小鼠中设计,生产和测试疫苗的整个过程花费了更短的时间,而不是研究人员获得与Zika病毒样本合作的许可,他们最终得到了。

“这是它的美丽,”查哈尔说。“一旦我们决定这样做,我们在两周内我们准备疫苗。没有必要进入病毒本身。“

测量反应

在开发疫苗时,研究人员通常旨在产生免疫系统的双臂 - 自适应臂,由T细胞和抗体介导的自适应臂,并先天臂,这对于放大适应性反应是必要的。为了测量实验疫苗是否产生强T细胞反应,研究人员可以从身体中移除T细胞,然后测量它们如何应对病毒蛋白的片段。

到目前为止,研究Zika疫苗的研究人员必须购买不同蛋白质片段的文库,然后在它们上测试T细胞,这是一种昂贵且耗时的过程。因为麻省理工学院的研究人员可以从其疫苗的小鼠产生如此多的T细胞,所以他们能够将它们迅速筛选对抗这个图书馆。他们确定了一系列八个


Amino acids are a set of organic compounds used to build proteins. There are about 500 naturally occurring known amino acids, though only 20 appear in the genetic code. Proteins consist of one or more chains of amino acids called polypeptides. The sequence of the amino acid chain causes the polypeptide to fold into a shape that is biologically active. The amino acid sequences of proteins are encoded in the genes. Nine proteinogenic amino acids are called "essential" for humans because they cannot be produced from other compounds by the human body and so must be taken in as food.
" class="glossaryLink ">氨基酸鼠标中的活化的T细胞响应。现在,这个序列,也称为表位,是已知的,其他研究人员可以使用它在适当的小鼠模型中测试自己的实验Zika疫苗。

“我们可以综合制作这些疫苗,几乎就像感染有实际病毒的人,然后产生免疫应答,并使用该数据来自该响应的数据,以帮助其他人预测他们的疫苗是否有效,如果它们与相同的表位有效,那么“汗说。研究人员希望最终将Zika疫苗移动到人类的测试中。

“用Zika RNA疫苗免疫的小鼠CD8 T细胞表位的鉴定和表征是Zika疫苗开发领域的所有这些工作的非常有用的参考,”A * Star新加坡免疫学的主要调查员Katja Fink说网络。“RNA疫苗在过去几年中受到了很多关注,而人类的大突破尚未实现,该技术持希望成为一个灵活的平台,可以为新兴病毒提供快速解决方案。”

不参与研究的污水补充说,“初始数据很有前途,但Zika RNA疫苗方法描述需要进一步测试以证明效力。”

研究人员的另一个主要关注领域是癌症疫苗。许多科学家正在研究可以针对患者的免疫系统进行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是什么。新的麻省理工学院策略可以允许科学家基于个体患者肿瘤细胞的遗传序列快速生成个性化RNA疫苗。

The research was funded by the National Institutes of Health, a Fujifilm/MediVector grant, the Lustgarten Foundation, a Koch Institute and Dana-Farber/Harvard Center Center Bridge Project award, the Department of Defense Office of Congressionally Directed Medical Research’s Joint Warfighter Medical Research Program, and the Cancer Center Support Grant from the National Cancer Institute.

出版物:Jasdave S. Chahal等,“针对Zika病毒的RNA纳米粒子疫苗在小鼠模型中抗体和CD8 + T细胞反应,”科学报告7,物品编号:252(2017)DOI:10.1038 / S41598-017-00193-W.

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