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Sviluppo di vaccini innovativi usando migrasomi ingegnerizzati

Nuovo metodo per la somministrazione dei vaccini mostra segnali positivi per una conservazione più facile e una risposta immunitaria più forte.

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I vaccini sono super importanti per prevenire le malattie, soprattutto quelle infettive. Con l’emergere di nuove malattie e la necessità di trattamenti efficaci, si fa sempre più urgente l’arrivo di nuovi tipi di vaccini. Il successo dei vaccini mRNA durante la pandemia di Covid-19 mette in evidenza l'importanza di avere tecnologie vaccinali diverse. Però, molti vaccini attuali hanno bisogno di condizioni di stoccaggio speciali, come basse temperature, il che può essere un problema in molte parti del mondo.

Le Sfide della Distribuzione dei Vaccini

Uno dei problemi principali con i vaccini tradizionali è che devono essere mantenuti freddi dal momento in cui vengono prodotti fino a quando vengono somministrati. Questo trasporto a catena del freddo può essere costoso e complicato. In molti paesi, specialmente quelli con meno risorse, mantenere queste basse temperature può essere difficile, il che porta alla necessità di vaccini che possano essere conservati a temperatura ambiente.

Cosa Sono i Migrasomi?

I migrasomi sono strutture speciali che si trovano nelle cellule, soprattutto quelle che si muovono o migrano. Queste strutture si formano quando alcune proteine e lipidi si uniscono in un modo unico. Quando una cellula si muove, crea lunghe filamenti chiamati fibre di retrazione nella parte posteriore. Queste fibre aiutano a raccogliere materiali che possono formare migrasomi.

Durante la formazione dei migrasomi, proteine e lipidi si accumulano su queste fibre, portando alla creazione di strutture più grandi. Queste strutture hanno una membrana rigida e possono contenere varie molecole biologiche che possono aiutare a scatenare una risposta immunitaria.

Migrasomi e Immunità

Una caratteristica interessante dei migrasomi è che contengono molecole che possono influenzare il sistema immunitario. Questo include proteine che aiutano a riconoscere e rispondere alle infezioni. I ricercatori hanno notato che poiché i migrasomi hanno un alto livello di queste molecole che modulano l'immunità, potrebbero essere una buona base per sviluppare nuovi tipi di vaccini.

Anche se creare vaccini dai migrasomi presenta sfide, come la bassa quantità prodotta dalle cellule, i ricercatori hanno trovato modi per aumentare il rendimento. Questo porta a sviluppi promettenti dove i migrasomi o strutture simili potrebbero essere utilizzati come portatori di vaccini efficaci.

La Nuova Piattaforma Vaccinale: Migrasomi Ingegnerizzati

Per superare la sfida del basso rendimento dei migrasomi, gli scienziati hanno progettato un metodo per produrre un nuovo tipo di struttura chiamata migrasomi ingegnerizzati (eMigrasomi). Mimando il processo naturale di formazione dei migrasomi mentre aumentano la quantità prodotta, hanno creato una piattaforma per vaccini che possono essere conservati a temperatura ambiente.

Nei test, gli eMigrasomi caricati con Antigeni (sostanze che provocano una risposta immunitaria) hanno dimostrato di creare una forte risposta immunitaria. Per esempio, gli eMigrasomi riempiti con un antigene modello chiamato ovalbumina hanno stimolato con successo la produzione di anticorpi.

Come Funzionano gli eMigrasomi?

Gli eMigrasomi possono essere caricati con varie proteine, comprese quelle necessarie per i vaccini. I ricercatori hanno scoperto che le proteine possono aderire alla superficie degli eMigrasomi o essere fissate ad essi, facilitando il riconoscimento da parte del sistema immunitario.

Dopo la produzione degli eMigrasomi, gli scienziati hanno testato la loro stabilità e efficacia. Hanno scoperto che gli eMigrasomi possono rimanere stabili a temperatura ambiente per giorni senza perdere efficacia. Questo è un vantaggio significativo rispetto ai vaccini tradizionali che richiedono un controllo rigoroso della temperatura.

Applicazione Reale: Vaccini per il Covid-19

In linea con la loro ricerca, gli scienziati hanno anche testato eMigrasomi caricati con la proteina Spike del SARS-CoV-2, essenziale per il virus per entrare nelle cellule umane. Dopo aver immunizzato i topi con questi eMigrasomi, i ricercatori hanno osservato una forte risposta anticorpale, indicando che il sistema immunitario aveva riconosciuto la proteina Spike ed era pronto a combattere il virus.

In altri test, una seconda dose di eMigrasomi ha ulteriormente potenziato la risposta immunitaria, suggerendo che questo metodo potrebbe preparare efficacemente il corpo a riconoscere e combattere il SARS-CoV-2. Importante, la capacità degli eMigrasomi di generare una forte risposta immunitaria senza richiedere stoccaggio a freddo è una grande novità.

Direzioni Future

Anche se questa ricerca è promettente, è importante riconoscere che queste scoperte sono ancora nelle fasi iniziali. Ulteriori studi saranno necessari per determinare come gli eMigrasomi possano essere utilizzati nei programmi vaccinali del mondo reale.

La speranza è che queste scoperte portino a nuovi vaccini per malattie che attualmente non hanno trattamenti o vaccini efficaci. La capacità di creare eMigrasomi con varie proteine apre le porte a molte potenziali applicazioni, inclusi vaccini, terapie e forse altri usi medici.

Conclusione

Lo sviluppo di vaccini basati su eMigrasomi potrebbe rivoluzionare il modo in cui affrontiamo la somministrazione dei vaccini. Con la possibilità di produrre queste strutture in grandi quantità e mantenerle stabili a temperatura ambiente, hanno un grande potenziale per migliorare gli sforzi di vaccinazione, specialmente in aree dove i vaccini tradizionali possono essere meno accessibili.

La ricerca sugli eMigrasomi è ancora in corso, ma potrebbe aprire la strada a una nuova generazione di vaccini che possono affrontare efficacemente sia le malattie infettive che il cancro. Applicando i principi biologici alla base dei migrasomi, gli scienziati sperano di rendere disponibili vaccini più sicuri ed efficaci a una popolazione più ampia.

Man mano che il panorama sanitario globale continua a evolversi, lo sviluppo di piattaforme vaccinali versatili come gli eMigrasomi potrebbe giocare un ruolo cruciale nell'affrontare sia le sfide sanitarie esistenti che quelle emergenti.

Fonte originale

Titolo: Engineered Migrasomes: A Robust, Thermally Stable Vaccination Platform

Estratto: The burgeoning abilities of pathogens and tumor cells to evade immune responses underscore the urgent need for innovative vaccination platforms based on a variety of biological mechanisms. The current logistical challenges associated with cold-chain (i.e. low-temperature) transportation particularly impacts access to vaccines in the global south. We recently discovered organelles called migrasomes, and herein we investigate the potential of migrasomes as an alternative vaccination platform. Their inherent stability and their enrichment with immune-modulating molecules make migrasomes promising candidates, but their low yield presents a hurdle. We address this problem through our engineered migrasome-like vesicles (eMigrasomes), which emulate the biophysical attributes of natural migrasomes with substantially improved yield. We show that eMigrasomes loaded with a model antigen elicit potent antibody responses and maintain stability at room temperature. We demonstrate that eMigrasomes bearing the SARS-CoV-2 Spike protein induce robust humoral protection against the virus. Our study demonstrates the potential of eMigrasome-based vaccines as a unique, robust, and accessible alternative to traditional methods.

Autori: Li Yu, D. Wang, H. Wang, W. Wan, Z. Zhu, T. Sho, Y. Zheng, X. Zhang, L. Dou, Q. Ding, Z. Liu

Ultimo aggiornamento: 2024-03-14 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.13.584850

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.13.584850.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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