《甘露糖修饰的PLGA纳米颗粒在乙肝病毒免疫预防中的持续和靶向递送。》

  • 来源专题:实验室生物安全
  • 编译者: 张虎
  • 发布时间:2019-12-08
  • 发射的乙型肝炎疫苗可以诱导强大的抗体,而由于采用了Th2型反应诱导的铝佐剂,因此未能改善有效的细胞免疫反应。在此,为了靶向表皮下的抗原呈递细胞并诱导强力的细胞和体液免疫反应,合成了甘露糖修饰的聚D,L-丙交酯-乙醇酸(PLGA)并负载了纳米颗粒(MNP)的乙肝表面抗原(HBsAg)蛋白已制备。 HBsAg可以缓慢释放并高度呈递给淋巴细胞,从而根据PLGA的特性促进产生持久的免疫力。体外吸收测试结果表明,MNP可以增强骨髓源性树突状细胞(BMDC)和RAW 264.7细胞的内在化。皮下注射MNPs进入小鼠体内可保持体液免疫并增强细胞免疫反应。实验结果表明,与亲代PLGA纳米粒子相比,MNPs表现出明显的修饰特性。因此,获得的MNPs可能是有希望的乙肝疫苗运送工具。

  • 原文来源:https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/31807947
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  • 《LNP递送CRISPR-mRNA,预防和治疗新冠,且不受病毒突变影响》

    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2022-07-27
    • 新冠肺炎(COVID-19)的长期存在对于有效的治疗药物或疗法产生了巨大需求。 美国食品药品监督管理局(FDA)已批了瑞德西韦(Remdesivir)作为抗新冠病毒药物,但瑞德西韦虽然缩短了康复时间,但并没有为新冠患者提供生存益处。 FDA还批准了几种单克隆抗体的紧急使用授权,这些单克隆抗体可以减少新冠患者的住院和死亡,但单克隆抗体的有效性随着新冠突变株 Omicron 的出现而减弱甚至丧失。 2021年12月,FDA还批准了两款抗新冠病毒口服药物的紧急使用授权,分别是辉瑞公司的 Paxlovid 和默克公司的 Molnupiravir,这两款口服药物在降低新冠感染者的住院和死亡风险方面效果显著,但它们能否预防新冠病毒感染还缺少明确证据。此外,Molnupiravir 在人体细胞中存在潜在致癌性问题,Paxlovid 在某些人群中存在耐受性问题。 因此,制定控制新冠感染的新策略仍然是当务之急。 2022年7月25日,杜克大学医王前奔教授团队、俄亥俄州立大学刘善虑教授团队、董一洲教授团队合作,在 Nature Chemical Biology 期刊发表了题为:Cas13d knockdown of lung protease Ctsl prevents and treats SARS-CoV-2 infection 的研究论文。 该研究首次证实 CRISPR-Cas13d(CasRx)可用于预防和治疗新冠病毒感染。具体来说,该研究使用改进的肺靶向性脂质纳米颗粒递送 CRISPR-Cas13d mRNA,特异性敲低肺部 Cstl 基因的 mRNA,从而阻断新冠病毒的感染,还可用于治疗新冠病毒感染。 重要的是,该方法不仅提供了一种预防和治疗新冠病毒感染的全新方法,而且由于该方法不依赖于对特定病毒结构的识别,因此无论病毒如何变异,该方法都是有效的。 该论文的通讯作者、杜克大学医学院病理学系王前奔教授表示,这项研究结果表明,CRISPR 技术代表了一种控制 SARS-CoV-2 感染的独特策略,应该作为一种潜在的治疗新冠肺炎的方法。 组织蛋白酶L(CTSL),是一种分解蛋白质的酶,该蛋白酶在肺部含量丰富。长期以来,该蛋白酶被认为在 SARS-CoV-1、MERS-CoV 等冠状病毒,以及 SARS-CoV-2 的感染中发挥重要作用,能够帮助这些病毒进入宿主细胞并增殖。 多年来,其他研究团队一直试图使用 CTSL 抑制剂来阻止冠状病毒感染。体外细胞实验显示很有希望,但在动物身上进行的测试却显示出令人失望的结果。 在这项最新论文中,研究团队使用了基于 CRISPR-Cas13d(CasRx)的 RNA 敲低技术,通过脂质纳米颗粒(LNP)递送 CRISPR-Cas13d 系统的 mRNA 的形式,以达到瞬时敲低 Ctsl 基因的 mRNA 的效果。这是因为 CTSL 酶本身在体内还发挥多种重要生理功能,因此不适合直接在 DNA 层面的敲除或在 mRNA 层面的长期敲低。 由于 CTSL 主要存在于肺部,为了将 CRISPR-Cas13d mRNA 特异性递送到肺部,研究团队在 SORT-LNP 的基础上,调整了阳离子脂质体比例,构建了基于 MC3 的肺选择性纳米递送系统。 SORT-LNP 由德州大学西南医学中心 Daniel Siegwart 教授实验室开发,通过在脂质纳米颗粒中添加第五种成分——SORT 脂质,可以改变 LNP 在体内的器官靶向特异性,并实现 mRNA 对肝脏以外器官的靶向递送。这种 SORT-LNP 可推广到多种肝外器官组织,实现对肺、肾脏乃至上皮细胞和免疫细胞等的 mRNA 递送。该论文于2020年4月发表于 Nature Nanobitechnology 期刊【2】,程强(现为北京大学未来技术学院研究员)、魏妥(现为中国科学院动物所研究员)为论文共同第一作者。 使用这种改进的肺选择性纳米递送系统,研究团队成功将 Cas13d(CasRx)mRNA/gRNA 靶向递送到肺部,实现了对肺部 Ctsl 基因的 mRNA 的高效、特异性,且安全敲低了肺部 Ctsl 基因的 mRNA,显著减少了肺部的组织蛋白酶L(CTSL)。这不仅可以阻止新冠病毒进入并感染宿主细胞,实现预防的目的,还在治疗重度新冠感染上取得显著效果。 使用这种基于纳米颗粒载体递送 CRISPR-mRNA 的新冠预防方法的好处显而易见,它的效果只持续数天,而不是像疫苗那样持续数月甚至数年。如果将其开发成喷雾吸入剂,就可以在需要的时候(例如乘飞机旅行或参加大型活动前)作为预防措施自行给药。 更关键的是,这种方法不仅可以预防感染,还具有显著的治疗潜力,在重度感染新冠病毒的小鼠模型中成功降低了其肺部病毒载量,抑制了引发致病后果的免疫风暴,显著提高了重度感染新冠病毒的小鼠的存活率。 王前奔教授表示,这是第一项证明 CRISPR/Cas13 可用于治疗新冠病毒感染的研究,而且这种纳米递送系统将来可以很容易地应用到 RNA 病毒之外的 DNA 病毒的感染,例如乙型肝炎。
  • 《研究揭示淋巴结靶向纳米疫苗免疫新机制》

    • 来源专题:中国科学院病毒学领域知识资源中心
    • 编译者:malili
    • 发布时间:2020-03-09
    • 3月2日,中国科学院生物物理研究所感染与免疫重点实验室朱明昭课题组在《自然-纳米技术》(Nature Nanotechnology)上发表Article论文:Dual-targeting nanoparticle vaccine elicits a therapeutic antibody response against chronic hepatitis B。该研究设计了基于铁蛋白纳米颗粒的乙型肝炎病毒(HBV)preS1纳米疫苗,在小鼠模型中,诱导产生了高水平、高亲和力、持久的抗体应答和免疫记忆,不但具有出色的预防作用,而且在治疗模型中获得功能性治愈和HBsAg血清学转换,并显着降低HBVcccDNA。该研究还进一步揭示了铁蛋白纳米颗粒抗原被淋巴结SIGNR1+抗原呈递细胞主动靶向识别、转运、诱导Tfh和B细胞活化应答的免疫学新机制。 HBV感染是全球性重大公共卫生健康问题之一。全球目前乙肝病毒慢性感染者约2.6亿人,每年接近100万人死于慢性乙肝导致的肝功能衰竭、肝硬化和肝细胞癌。尽管预防性乙肝疫苗在临床应用中取得了显着效果,迄今为止,尚无有效的治疗性乙肝疫苗上市。这其中最具挑战的重大问题是如何突破慢性乙肝感染患者体内长期建立起来的免疫耐受,诱导有效、持续的免疫应答,获得功能性治愈,甚至完全清除cccDNA。HBV preS1作为治疗性乙肝疫苗的新功能靶点,最近获得了概念性验证。但是,preS1是弱免疫原性的功能表位,如何充分合理调动机体免疫系统,诱导针对弱免疫原性表位的高效抗体应答,仍然是目前的关键问题,也是疫苗免疫学领域的普遍问题。 病毒样颗粒(以及近些年受到日益关注的铁蛋白)等纳米颗粒载体对于提高抗原的免疫原性,提高抗体应答的效果早就得到广泛重视和认可。但是其免疫学机制并不十分清楚,长期以来停留在淋巴结靶向递送、理想抗原展示密度等传统认知,以及铁蛋白颗粒载体的三聚体构象抗原展示等方面,限制了这一类疫苗改进优化的思路。 在该研究中,研究人员利用课题组前期建立的铁蛋白纳米点击疫苗技术,设计了HBV preS1纳米疫苗Ferritin NP-preS1。在小鼠模型中,两次免疫后诱导了比对照组高150倍的抗体应答,而且持续时间长达至少8个月,且再次免疫时的抗体应答水平比对照组高约600倍。在AAV-HBV1.3感染小鼠模型中,该疫苗不仅具有出色的预防保护作用,而且具有出色的治疗效果,显着降低了外周血HBV DNA、HBsAg水平,降低了肝脏中的HBcAg和cccDNA水平,部分小鼠获得功能性治愈和HBsAg血清学转换(外周血HBsAg和DNA转阴,抗-HBs转阳)。 进一步的免疫学机制研究发现,铁蛋白纳米颗粒同时主动靶向小鼠淋巴结中常驻的SIGNR1+巨噬细胞和SIGNR1+树突状细胞,分别促进了B细胞和Tfh细胞的活化应答,协同诱导抗体产生。这种SIGNR1+细胞靶向特性也利用人淋巴结的临床样品获得验证(人DC-SIGN是小鼠SIGNR1的同源分子)。有趣的是,研究人员还发现,定位于淋巴窦的SIGNR1+巨噬细胞可以携带铁蛋白纳米抗原,向淋巴滤泡(B细胞区)迁移,传递抗原给B细胞,促进B细胞活化;CXCR5基因敲除的巨噬细胞,不能向淋巴滤泡迁移,无法有效活化B细胞。这与人们长期以来推测的淋巴窦巨噬细胞原地不动通过胞吞/胞吐或细胞膜流动传递纳米颗粒抗原给B细胞的模式完全不同。 因此,该研究不仅报道了一种效果显着、具有临床转化潜力的治疗性乙肝疫苗,而且揭示了纳米颗粒抗原靶向递送、转运、诱导Tfh和B细胞活化应答的免疫学新机制,具有重要的免疫学理论价值和医学应用前景。(生物谷Bioon.com)