Nombre Parcourir:0 auteur:Éditeur du site publier Temps: 2024-04-03 origine:Propulsé
Récemment, des chercheurs du Centre de recherche de Columbia Diamond Aids Research ont publié un article dans la revue Vaccines, avec un facteur d'impact de 7,8, sur les résultats d'une étude de recherche sur le développement d'un vaccin SARS-COV-2 basé sur le système de flexion Nanogeneratortm, qui a démontré une percée majeure dans l'application de la technologie LNP au développement d'un vaccin contre la cœu. La technologie LNP a fait une percée majeure dans l'application de la technologie LNP, qui peut être appliquée avec succès au développement des vaccins coiffés.
Au cours des dernières années, de nouveaux coronavirus nous ont apporté une épidémie mondiale d'infectiosité qui a eu un impact dramatique sur les systèmes de soins de santé dans le monde. Alors que plusieurs vaccins au coronavirus ont été précédemment approuvés pour une utilisation et se sont révélés efficaces pour réduire la gravité et la transmission de l'infection. Cependant, il existe également des inconvénients en raison de l'évolution rapide du virus et de la toxicité des vecteurs qui ont été utilisés pour la livraison du LNP, ce qui a conduit au développement d'une nouvelle génération de vaccins SRAS-COV-2 à l'ordre du jour pour faire face à la menace de cette pandémie et potentiels.
Les vaccins sous-unités offrent un profil de sécurité plus élevé par rapport aux vaccins inactivés et sont une alternative à plusieurs vaccins d'acide nucléique tels que Pfizer et Moderna. Cependant, ces vaccins sont généralement moins immunogènes et nécessitent souvent l'ajout d'adjuvants ou comptent sur des plateformes d'administration pour augmenter la demi-vie biologique du matériau antigénique pour obtenir une réponse à la cytokine immunomodulatrice améliorée. De plus, des enquêtes préliminaires d'essais cliniques ont montré que la plupart des candidats vaccinaux en cours de développement utilisent la protéine S structurelle (SP) de SARS-COV-2 comme cible, car SP est considéré comme l'antigène le plus approprié pour induire des anticorps neutralisants. Cependant, les candidats au vaccin Covid-19 ne devraient pas être limités au SP; L'étude de l'ensemble du protéome de SARS-COV-2 peut révéler d'autres protéines non structurales (NSP) ou des protéines auxiliaires de cadre de lecture ouvertes (ORF), qui peuvent également être essentielles pour la virulence virale, l'adhésion virale, la réplication et l'invasion de l'hôte. Par conséquent, des vaccins ou plates-formes de vaccins de nouvelle génération plus optimaux doivent être conçus pour induire des réponses d'anticorps et cellulaires neutralisantes largement neutralisantes pour une protection complète et durable.
Une grande attention a été accordée au développement d'une plate-forme pour la livraison de couche par couche (LBL) de plusieurs antigènes par des nanoparticules dépendant du chitosane triméthylé (TMC) basé sur un système de synthèse microfluidique à l'aide d'un itinéraire de technologie de synthèse microfluidique à un système microfluidique évolutif. Cette plate-forme de synthèse en couches (LBL) permet la co-livraison de Sars-CoV-2 S-protéine / peptide (SP) et des peptides épitopes protéiques / cellules T non structurels ou accessoires, tout en prévoyant l'ajout d'adjuvants aux complexes de livraison. Le chitosane, un produit de la désacétylation de la chitine, est un polysaccharide cationique spécifique. Il présente les avantages de la non-toxicité, de la biocompatibilité, de la biodégradabilité, de l'adhésion et de la rentabilité de l'administration des vaccins et des médicaments. Cette plate-forme d'administration basée sur le chitosane triméthylé LBL peut améliorer la stabilité de l'antigène, prolonger la durée d'action, contrôler la libération du médicament, optimiser la solubilisation des peptides insolubles et augmenter la perméabilité de la membrane cellulaire des antigènes hydrophobes tels que les peptides. Cependant, la plupart des méthodes signalées pour synthétiser les nanoparticules de chitosane ne conviennent pas à la synthèse à grande échelle, et la production de mise à l'échelle pour répondre aux exigences d'un déploiement potentiel du vaccin est considérée comme un défi majeur pour les plates-formes de nanoparticules à base de chitosane.
Based on the NanoGenerator TM Flex System , researchers at the Aaron Diamond AIDS Research Center have developed a platform for the layer-by-layer (LbL) delivery of trimethylated chitosan (TMC) dependent nanoparticles for the large-scale production of LbL trimethylated chitosan (TMC)-cov19, an NP-based vaccine candidate designed to allow 'plug-and-play' delivery of different Antigènes issus de variantes virales ou de peptides d'épitopes à cellules T. Candidat au vaccin à base de NP (LBL-COV19), qui est conçu pour permettre à 'plug-and-play ' de modifier différents antigènes dérivés de variantes virales ou de peptides d'épitopes T à cellules T pour améliorer la préparation aux futures épidémies de la maladie pandémique.
Au cours de la nouvelle recherche sur les vaccins, l'équipe a effectué la synthèse de formulations triméthylées de chitosane (TMC) et de formulations LBL-CoV19 successivement en utilisant le système de synthèse de nanoparticules Nanogénerator-TM Microfluidique. automatisé. L'écoulement liquide est contrôlé par des capteurs d'écoulement dans chaque ligne pour l'automatisation. Une puce de micro-mélange (CHP-Mix-3) est ensuite utilisée pour obtenir un mélange rapide, efficace et contrôlé de différentes solutions précurseurs ou phases liquides.
Synthèse de nanoparticules de chitosane triméthylées (TMC)
Afin de produire des nanoparticules de TMC plus rapidement en utilisant le système de synthèse de nanoparticules microfluidiques NanoGenerator-TM, l'équipe a d'abord utilisé des formulations de la même concentration que dans la méthode traditionnelle pour permettre des comparaisons directes entre les méthodologies. Une pression prédéfinie du contrôleur de pression PG-MFC a été appliquée à chaque tube d'échantillon. Chaque solution de précurseur a été poussée à travers les tubes dans les deux entrées de la puce micro-mélangeur et mélangées dans les canaux de la puce microfluidique. La solution TMC a été ajoutée à la voie d'échantillon n ° 1 à une concentration de 1 à 5 mg / ml. Une solution de TPP à une concentration de 1 mg / ml a été ajoutée à la voie de l'échantillon n ° 2. Lorsque le rapport TMC / TPP était de 5: 1, 1 ml de solution TMC a été consommé, 0,2 ml de solution TPP a été consommé et environ 1,2 ml de solution NP a été obtenu, avec un temps de réaction total pour ce volume de 12 s. Différents rapports TMC et TPP ont été testés en fonction des rapports développés des aliments précurseurs pour la synthèse NP (10: 1-3: 1) pour déterminer les conditions de synthèse optimales. Notre méthode a obtenu une meilleure reproductibilité (3 répétitions), une plage de taille plus étroite des NPs (180-210 nm) et un indice de polydispersité plus petit (PDI) des NP. La taille moyenne (par DLS) et les valeurs de potentiel zêta des NP n'ont pas changé de manière significative après 24 h de réfrigération, ce qui a confirmé la production réussie de NPS et leur stabilité sous réfrigération (tableau 2).
Le tableau 2. 3 Les répliques de la taille du TMC NP vides et des données potentielles Zeta ont été synthétisées à l'aide d'un dispositif microfluidique et vieillies après 24 h. Les données sont présentées dans le tableau 2.
Pendant ce temps, un autre avantage de l'utilisation du système de synthèse microfluidique Nanogenerator TM Flex est qu'une plus grande quantité de produit peut être obtenue dans une période plus courte, avec un rendement de 10 ml en moins de 10 minutes. Avec la méthode traditionnelle, nous n'avons pu obtenir que 1 ml de produit en moins de 1 heure. De plus, nous pouvons utiliser un plus grand dispositif de synthèse de rendement, le système de synthèse microfluidique Nanogénerator Max, pour obtenir un rendement de 1 L.
Synthèse de la formulation LBL-COV19
Pour encapsuler les protéines ou peptides de sous-unités antigéniques dans des nanoparticules de TMC, l'équipe a prémélié les protéines / peptides avec TMC ou TPP en fonction de la valeur du point isoélectrique (PI) de la protéine ou du peptide, puis a chargé la solution dans le réservoir de réacteur. Si la valeur PI de l'antigène est supérieure à PH 7 (le pH de la solution de réaction), l'antigène doit être prémélangé avec TMC; Sinon, nous l'avons prémélié avec une solution TPP pour permettre la fixation entre le peptide / la protéine et le précurseur. Des méthodes conventionnelles à la synthèse microfluidique, nous avons constaté que les tailles DLS des NPs TMC-Antigen-TPP obtenus variaient.TMC a été dissous dans de l'eau Ultrapure Di à une concentration de 1,5 mg / ml, et le TPP a été dissous dans une eau DI ultrapure à une concentration de 2 mg / ml. La protéine de pointe ou la solution peptidique (antigène) dans un volume de 50 μl à une concentration de 40 mg / ml a été ajoutée à la solution TMC; La concentration en antigène était de 0,3 mg / ml et le rapport de l'antigène TMC à 5: 1. Après mélange, la solution TMC / antigène a été placée dans un tube de Falcon de 15 ml, qui pourrait être inséré dans la ligne de connexion du bit 2 pour servir de solution précurseur 1 dans le système microfluidique. La solution TPP a été placée dans la ligne de connexion de la position 1 comme solution précurseur 2. Le débit de TMC était de 5 ml / min, le débit de TPP était de 1 ml / min et le débit total était de 6 ml / min. 1 ml de solution TMC et 0,2 ml de solution TPP ont été consommés pour chaque réaction. Le rapport de TMC à TPP était de 5: 1, et la quantité totale de la solution de TMC-Spike -TPP obtenue était d'environ 1,2 ml et le temps de réaction était de 0,2 min (12 s). Les rapports de masse finaux du TMC: TPP: Spike ou TMC: TPP: Peptide: Spike Composants des formulations monocouches ou bicouches étaient respectivement de 5: 1: 1 ou 5: 1: 0,5: 1. De plus, l'écart type des nanoparticules synthétisées TMC - Antigène - TPP (LBL-COV19) a également été réduite de 163 nm à 32 nm, et celle des nanoparticules de TMC de 63 nm à 19 nm. Cette méthode de production est possible pour la production de GMP future. Dans les résultats SEM (Fig. 2B), nous avons observé que les nanoparticules de la formulation LBL-COV19 avaient un diamètre de 94,6 ± 27,7 nm et ont été générées à partir de 60 nanoparticules.
Figure 2. Images de microscope électronique à balayage de nanoparticules de TMC (A) et de nanoparticules de formulation LBL-COV-1 (B). Les images insérées dans le coin inférieur droit sont des images à gros grossissement des nanoparticules TMC et des nanoparticules de formulation LBL-COV-1.
Grâce à l'étude systématique de cet article, l'équipe a développé une méthode de synthèse de nanoparticules de TMC et de formulations de vaccinations LBL basées sur le système de synthèse microfluidique Nanogenerator-TM Flex. Les goulots d'étranglement courants dans les méthodes traditionnels ont été surmontés en synthétisant les formulations de nanoparticules dans les microcanaux d'un dispositif microfluidique qui utilise un débit continu pour obtenir le produit final. Une augmentation rapide du rendement à 1 L a également été obtenue en utilisant un autre modèle du dispositif (Nanogenerator Max.) Cette méthode réduit le temps de réaction tout en offrant un meilleur contrôle de la composition NP finale, en rétrécissant la distribution de la taille des particules et en améliorant la reproductibilité de la synthèse, qui a le potentiel de production de vaccins à grande échelle.
Le Nanogenerator TM Flex System a été publié sur 80 articles et cité près de 1000 fois par de nombreuses universités de recherche célèbres à travers le monde. Les clients représentatifs comprennent l'Université Tsinghua, l'Université Shanghai Jiao Tong, l'Université de Science et technologie de Shanghai, Shenzhen Advanced Research Institute de l'Université de Hong Kong, de l'Université de Soochow, de l'Université Harvard, de l'Université de Yale, de l'Université de Stanford, de l'Université de Californie autres. Laboratoire national, Université de technologie de Nanyang, Université de Mendeleev, Université de Salerne, Italie, etc.
Original: https: //doi.org/10.3390/vaccines12030339
