Vistas:0 Autor:Editor del sitio Hora de publicación: 2024-04-03 Origen:Sitio
Recientemente, los investigadores del Centro de Investigación Aaron Diamond AIDS de la Universidad de Columbia publicaron un artículo en la revista Vaccines, con un factor de impacto de 7.8, en los resultados de un estudio de investigación sobre el desarrollo de una vacuna SARS-CoV-2 basada en la nanogeneración flexible, que demostró un importante gran ruptura en la aplicación de la tecnología LNP al desarrollo de una vacuna coóvida. La tecnología LNP ha realizado un gran avance en la aplicación de la tecnología LNP, que se puede aplicar con éxito al desarrollo de vacunas Covid.
En los últimos años, los coronavirus novedosos nos han traído una epidemia global de infecciosidad que ha tenido un impacto dramático en los sistemas de atención médica en todo el mundo. Mientras que varias vacunas de coronavirus se han aprobado previamente para su uso y han demostrado ser efectivos para reducir la gravedad y la transmisión de la infección. Sin embargo, también hay inconvenientes debido a la rápida evolución del virus y la toxicidad de los vectores que se han utilizado para la entrega de LNP, lo que ha llevado al desarrollo de una nueva generación de vacunas SARS-CoV-2 en la agenda para abordar la amenaza de esta y posibles pandemias futuras.
Las vacunas de subunidades ofrecen un perfil de seguridad más alto en comparación con las vacunas inactivadas y son una alternativa a varias vacunas de ácido nucleico como Pfizer y Moderna. Sin embargo, estas vacunas son típicamente menos inmunogénicas y a menudo requieren la adición de adyuvantes o dependen de las plataformas de suministro para aumentar la vida media biológica del material antigénico para lograr una respuesta de citocina inmunomoduladora mejorada. Además, las investigaciones preliminares de ensayos clínicos han demostrado que la mayoría de los candidatos a la vacuna en desarrollo usan la proteína Structural S (SP) de SARS-CoV-2 como objetivo, ya que SP se considera el antígeno más adecuado para inducir anticuerpos neutralizantes. Sin embargo, los candidatos a la vacuna Covid-19 no deben limitarse al SP; Estudiar todo el proteoma de SARS-CoV-2 puede revelar otras proteínas no constructuales (NSP) o proteínas auxiliares de marco de lectura abierta (ORF), que también pueden ser críticas para la virulencia viral, la adhesión viral, la replicación y la invasión del huésped. Por lo tanto, las vacunas o plataformas de vacunas de próxima generación más óptimas deben diseñarse para inducir anticuerpos y respuestas celulares ampliamente neutralizantes para una protección integral y duradera.
Se ha prestado mucha atención al desarrollo de una plataforma para la entrega de capa por capa (LBL) de múltiples antígenos por nanopartículas que dependen de quitosano trimetilado (TMC) basado en un sistema de síntesis microfluídica utilizando una ruta de síntesis de síntesis microfluídica escalable. Esta plataforma de síntesis de capas (LBL) permite la entrega de la entrega de proteína SARS-CoV-2 S-proteína/ péptido (SP) y los péptidos de epítopos de proteína/ célula T no estructurales o accesorios, al tiempo que proporciona la adición de adyuvantes a los complejos de suministro. El quitosano, un producto de desacetilación de quitina, es un polisacárido catiónico específico. Tiene las ventajas de no toxicidad, biocompatibilidad, biodegradabilidad, adhesión y rentabilidad en la entrega de vacunas y fármacos. Esta plataforma de administración basada en quitosano trimetilado LBL puede mejorar la estabilidad del antígeno, prolongar la duración de la acción, controlar la liberación del fármaco, optimizar la solubilización de péptidos insolubles y aumentar la permeabilidad de la membrana celular de antígenos hidrófobos como los péptidos. Sin embargo, la mayoría de los métodos informados para sintetizar las nanopartículas de quitosano no son adecuados para la síntesis a gran escala, y la producción de ampliación para cumplir con los requisitos para la posible implementación de vacunas se considera un desafío importante para las plataformas de nanopartículas basadas en quitosano.
Basado en el sistema Nanogenerator TM Flex, los investigadores del Centro de Investigación de SIDA de Diamond de Aaron han desarrollado una plataforma para la entrega de nanopartículas dependientes de quitosano (TMC) de quitosano trimetilado (TMC) para la producción a gran escala de LBL Trimetilylated Trimetosan (TMC) -cov19, un válido NP de diseño a Vaccine para permitir el diseño de NP de diseño a Vaccine para permitir el diseño de un candidato a NP para permitir el diseño de un candidato a NP y el diseño de un candidato a NP. Antígenos de variantes virales o péptidos epítopos de células T. El candidato a la vacuna basado en NP (LBL-CoV19), que está diseñado para permitir la modificación de 'plug-and-play ' de diferentes antígenos derivados de variantes virales o péptidos de epítopos de células T para mejorar la preparación para futuros brotes de enfermedades pandémicas.
Durante el curso de la nueva investigación de vacunas, el equipo llevó a cabo la síntesis de nanopartículas de quitosano trimetilado (TMC) y las formulaciones LBL-CoV19 utilizando sucesivamente el nanogenerador-TM FLEX Microfluídico de nanopartículas de síntesis. automatizado. El flujo de líquido está controlado por sensores de flujo en cada línea para la automatización. Luego se usa un chip de micro mezcla (CHP-MIX-3) para lograr una mezcla rápida, eficiente y controlada de diferentes soluciones precursoras o fases líquidas.
Síntesis de nanopartículas de quitosano trimetilado (TMC)
Para producir nanopartículas de TMC más rápido utilizando el sistema de síntesis de nanopartículas microfluídicas de nanogenerador-TM TM, el equipo utilizó primero las formulaciones de la misma concentración que en el método tradicional para permitir comparaciones directas entre metodologías. Se aplicó una presión preestablecida del controlador de presión PG-MFC a cada tubo de muestra. Cada solución precursora se empujó a través de los tubos hacia las dos entradas del chip de micro-mezcla y se mezcló dentro de los canales del chip microfluídico. La solución TMC se agregó a la vía de muestra #1 a una concentración de 1 a 5 mg /ml. Se añadió solución TPP a una concentración de 1 mg /ml a la vía de muestra #2. Cuando la relación de TMC a TPP fue de 5: 1, se consumió 1 ml de solución TMC, se consumieron 0,2 ml de solución TPP y se obtuvieron aproximadamente 1,2 ml de solución NP, con un tiempo de reacción total para este volumen de 12 s. Se probaron diferentes proporciones de TMC y TPP de acuerdo con las relaciones desarrolladas de alimentos precursores para la síntesis de NP (10: 1-3: 1) para determinar las condiciones de síntesis óptimas. Nuestro método obtuvo una mejor reproducibilidad (3 réplicas), un rango de tamaño más estrecho de NP (180-210 nm) e índice de polidispersidad más pequeño (PDI) de NP. El tamaño promedio (por DLS) y los valores potenciales de ZETA de los NP no cambiaron significativamente después de 24 h de refrigeración, lo que confirmó aún más la producción exitosa de NP y su estabilidad bajo refrigeración (Tabla 2).
Tabla 2. 3 réplicas del tamaño de TMC NP vacío y los datos de potencial ZETA se sintetizaron utilizando un dispositivo microfluídico y envejecidos después de 24 h. Los datos se muestran en la Tabla 2.
Mientras tanto, otra ventaja de usar el sistema de síntesis microfluídica Nanogenerator TM Flex es que se puede obtener una mayor cantidad de producto en un período de tiempo más corto, con un rendimiento de 10 ml en menos de 10 minutos. Con el método tradicional, solo pudimos obtener 1 ml de producto en menos de 1 hora. Además, podemos usar un dispositivo de síntesis de rendimiento más grande, el sistema de síntesis microfluídica de nanogeneradores Max, para obtener un rendimiento de 1 L.
Síntesis de la formulación LBL-CoV19
Para encapsular proteínas o péptidos de subunidad antigénica en nanopartículas de TMC, el equipo premezcló las proteínas/péptidos con TMC o TPP en función del valor del punto isoeléctrico (PI) de la proteína o el péptido, y luego cargó la solución en el reservor del reactor. Si el valor PI del antígeno es mayor que el pH 7 (el pH de la solución de reacción), el antígeno debe premezclarse con TMC; De lo contrario, lo premezcamos con la solución TPP para permitir la unión entre el péptido/proteína y el precursor. Desde métodos convencionales hasta la síntesis microfluídica, encontramos que los tamaños de DLS de los NP de TMC-Antígeno TMC variados variados. TMC se disolvió en agua ultrapura DI a una concentración de 1,5 mg/ml, y TPP se disolvió en agua ultrapura DI a una concentración de 2 mg/ml. Se añadió una solución de proteína o péptido (antígeno) en un volumen de 50 μl a una concentración de 40 mg/ml a la solución TMC; La concentración de antígeno fue de 0,3 mg/ml, y la relación de TMC al antígeno fue de 5: 1. Después de mezclar, la solución de TMC/antígeno se colocó en un tubo de Falcon de 15 ml, que se pudo insertar en la línea de conexión de Bit 2 para servir como solución precursora 1 en el sistema microfluídico. La solución de TPP se colocó en la línea de conexión de posición 1 como solución precursora 2. La velocidad de flujo de TMC fue de 5 ml/min, la velocidad de flujo de TPP fue de 1 ml/min y la velocidad de flujo total fue de 6 ml/min. Se consumieron 1 ml de solución TMC y 0.2 ml de solución TPP para cada reacción. La relación de TMC a TPP fue de 5: 1, y la cantidad total de la solución TMC -Spike -TPP obtenida fue aproximadamente de 1,2 ml y el tiempo de reacción fue de 0,2 min (12 s). Las relaciones de masa finales de la TMC: TPP: Spike o TMC: TPP: Péptido: Los componentes de la espiga de la monocapa o las formulaciones de la bicapa fueron 5: 1: 1 o 5: 1: 0.5: 1, respectivamente. Los tamaños de los NPS utilizando el sistema de producción microfluídica (200-300 nm) fueron pequeños que los generados por el método de síntesis original (300-400 nm nm). Además, la desviación estándar de las nanopartículas sintetizadas de TMC - antígeno - TPP (LBL -COV19) también se redujo de 163 nm a 32 nm, y la de las nanopartículas de TMC de 63 nm a 19 nm. Este método de producción es factible para la producción futura de GMP. En los resultados de SEM (Fig. 2B), observamos que las nanopartículas de formulación LBL-CoV19 tenían un diámetro de 94.6 ± 27.7 nm y se generaron a partir de 60 nanopartículas.
Figura 2. Imágenes de microscopio electrónico de barrido de nanopartículas de TMC (a) y nanopartículas de formulación LBL-CoV-1 (B). Las imágenes insertadas en la esquina inferior derecha son imágenes de alta ampliación de nanopartículas de TMC y nanopartículas de formulación LBL-CoV-1.
A través del estudio sistemático en este artículo, el equipo desarrolló un método para sintetizar nanopartículas de TMC y formulaciones de vacunas LBL basadas en el sistema de síntesis microfluídica Nanogenerator-TM Flex. Los cuellos de botella comunes en los métodos tradicionales se superaron al sintetizar las formulaciones de nanopartículas dentro de los microcanales de un dispositivo microfluídico que utiliza un flujo continuo para obtener el producto final. También se logró un aumento rápido en el rendimiento a 1 L utilizando otro modelo del dispositivo (Nanogenerator Máx). Este método reduce el tiempo de reacción al tiempo que proporciona un mejor control de la composición final de NP, reduce la distribución del tamaño de partículas y mejora la reproducibilidad de la síntesis, que tiene el potencial de la producción de vacunas a gran escala.
El sistema Nanogenerator TM Flex ha sido publicado en 80 artículos y citado casi 1000 veces por muchas universidades de investigación famosas de todo el mundo. Los clientes representativos incluyen la Universidad de Tsinghua, la Universidad de Shanghai Jiao Tong, la Universidad de Ciencia y Tecnología de Shanghai, el Instituto de Investigación Avanzada de Shenzhen de la Universidad de Hong Kong, la Universidad Soochow, Universidad de Harvard, Universidad de Yale, Universidad de Stanford, Universidad de California, Berkeley, Broad Institute, Broad Anderson Center Center, MIT, Nasa, Livermore National Laboratoration, Naway University, Naway University. Laboratorio Nacional, Universidad de Tecnología de Nanyang, Universidad de Mendeleev, Universidad de Salerno, Italia, etc.
Original: https: //doi.org/10.3390/vaccines12030339
