Nanokokki lisää immuniteettia hiirillä, joilla on suolen mikrobiomivälitteinen metabolinen oireyhtymä

Cornellin tutkijoiden kehittämä uusi biomateriaaliluokka tartuntatautien nanorokotetta varten vahvisti tehokkaasti immuniteettia hiirillä, joilla on suolistobakteereihin liittyviä aineenvaihduntahäiriöitä - populaatio, joka osoittaa vastustuskykyä perinteisille flunssa- ja poliorokotteille.

Tutkimus on ensimmäinen, joka tutkii nanomateriaalien keskinäisiä suhteita, immuunivasteet ja mikrobiomi, yhä tärkeämmäksi tutkimusalueeksi. Mikrobiomilla - kehossa elävillä mikro -organismeilla - uskotaan olevan ratkaiseva rooli ihmisten terveydelle.

"Tässä artikkelissa korostetaan, kuinka mikrobiomi voi vaikuttaa suunnitelluihin rokotteisiimme ja miten voimme ratkaista nämä ongelmat kehittämällä kehittyneitä materiaaleja, "sanoi Ankur Singh, apulaisprofessori Sibley School of Mechanical and Aerospace Engineering (MAE) ja Meinig School of Biomedical Engineering (BME).

Singh on vanhempi kirjoittaja "Immunomodulatiiviset nanogeelit voittavat rajoitetun immuniteetin suoliston mikrobiomivälitteisen metabolisen oireyhtymän hiirimallissa, "joka julkaistiin 27. maaliskuuta vuonna Tiede etenee . Lehden ensimmäinen kirjoittaja on Matthew Mosquera, tekniikan tohtorikoulutettava.

"Tämä työ avaa uuden, erittäin jännittävä tutkimusalue siitä, miten biologiset tekijät ja taustalla olevat sairaustilat vaikuttavat vakiintuneiden nanorokotteiden suorituskykyyn, "sanoi Singh, joka on myös Englannin tarkkuuslääketieteen instituutin (Weill Cornell Medicine) ja äskettäin perustetun Cornellin immunologian keskuksen jäsen. "Vielä tärkeämpää, Se osoittaa, kuinka voit käyttää näitä suunniteltuja materiaaleja ja tehdä niistä toimivampia laajemmassa väestössä rokotteen vastustuskyvyn voittamiseksi. "

Yli kolmanneksen amerikkalaisista ja neljänneksen maailman ihmisistä uskotaan kärsivän metabolisesta oireyhtymästä, sateenvarjo useille häiriöille, mukaan lukien liikalihavuus, tulehdus ja insuliiniresistenssi.

Suoliston mikrobiomi on yksi tekijöistä, jotka voivat aiheuttaa metabolista oireyhtymää, ja tutkijat ovat kiinnostuneita mikrobiomin aiheuttamasta metabolisesta oireyhtymästä, koska todisteet yhdistävät sekä mikrobiomin että metaboliset häiriöt immuunijärjestelmään.

"Ymmärtää, miten mikrobiomi vaikuttaa tuleviin rokotteisiin, on kansanterveyden kannalta äärimmäisen tärkeää, "sanoi Ilana Brito, biolääketieteen tekniikan apulaisprofessori ja paperin kirjoittaja. "Tämä tutkimus avaa uusia mahdollisuuksia tutkia, kuinka mikrobiomin tietyt komponentit muuttavat immuunivasteita. Kun suunnitellaan uusia rokotteita, On tärkeää suunnitella materiaaleja, jotka ovat tehokkaita erilaisissa mikrobiomikoostumuksissa. "

Aiemmat tutkimukset osoittivat, että perinteiset ihmisen influenssa- ja poliorokotteet epäonnistuvat hiirillä, joilla on aineenvaihduntahäiriöitä suoliston biomien häiriöistä. "Se motivoi meitä tutkimaan, mitä nanorokotteille tapahtuu, joka voi olla parempi kuin liukoiset rokotteet, ymmärtää paremmin taustalla olevan lihavuuden ja tulehduksen roolia suoliston muutoksissa, "Singh sanoi.

Nanorokotteet, jotka yleensä koostuvat nanomateriaaleista, voivat imeytyä immuunijärjestelmän soluihin ja niiden on havaittu aiheuttavan vahvempaa immuniteettia kuin perinteiset liukoiset rokotteet prekliinisissä malleissa.

Mutta tutkijat havaitsivat, että yleisimmin käytetty nanorokote, valmistettu poly (maito-ko-glykolihaposta) (PLGA), ei ole kovin tehokas hiirillä, joilla on suoliston aiheuttama metabolinen oireyhtymä. Kun tutkijat testasivat PLGA -nanorokotteita hiirillä, se oli vähemmän onnistunut kuin he olivat odottaneet, jopa lisäämällä laajalti käytettyä immuunivahvistinta.

"Kysyimme, Onko olemassa tapoja voittaa tämä rajoitettu vaste suunnittelemalla uusia nanomateriaalirokotteita? "Singh sanoi." Sitten tutkimme syvemmälle uutta materiaaliluokkaa, joka moduloi immuunijärjestelmää, pyridiinifunktionalisoitu poly (2-hydroksietyylimetakrylaatti), jonka potentiaalin löysimme äskettäin. "

Uusi materiaali muodosti vakaan nanogeelin proteiiniantigeeneillä, jonka todettiin olevan tehokas suoliston aloittamassa metabolisen oireyhtymän olosuhteissa. Työskentely Cynthia Leiferin kanssa, immunologian apulaisprofessori eläinlääketieteen laitoksella, ryhmä havaitsi, että tämä uusi materiaali stimuloi reseptoria, joka tunnistaa mikrobien patogeeniset vaaramerkit.

"Tämä tutkimus on tärkeä, koska se osoittaa, että nämä nanogeelit voivat toimittaa sekä antigeeniä että adjuvanttia ilman ylimääräistä immuunivahvistinta, joka todennäköisesti edistää niiden vahvempaa immuuniaktivaatiota ja kykyä voittaa sairauksien tai muuttuneiden mikrobiomien asettamat rajoitukset, "Leifer sanoi." Immunomodulatiiviset hoidot ovat kuuma aihe, ja materiaalipohjaiset immunomodulaatiomenetelmät ovat lapsenkengissään. Niillä voi tehdä niin paljon. "

Vaikka on osoitettu, että mikrobiomi vaikuttaa immuunijärjestelmään, Nämä havainnot viittaavat siihen, että nanorokotteet voivat vaikuttaa mikrobiomiin vastineeksi.

"Nanomateriaalit voivat muuttaa suoliston mikrobiomin koostumusta - mielestäni sillä on valtava merkitys koko kentälle ja sillä voi olla vaikutuksia materiaalisuunnitteluun, "Hän sanoi." Olipa kyseessä syy -seuraus tai syy tähän, sitä ei ymmärretä kovin hyvin - on olemassa useita hypoteeseja, joita on vielä testattava, joten tämä on meille tulevaisuuden työtä. "

• Lasten ruoansulatuskanavan oireet voivat olla punainen lippu tuleville mielenterveysongelmille
• Uusi strategia HBV:hen liittyvän maksasyövän mahdolliselle hoidolle