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Gli ingegneri del MIT Crea nuovo vaccino-Delivering Nanoparticelle per molte malattie

Published on February 22, 2011 at 4:25 AM

Ingegneri del MIT hanno progettato un nuovo tipo di nanoparticelle che potrebbero modo sicuro ed efficace fornire vaccini per malattie come l'HIV e la malaria.

Le nuove particelle, descritto nel numero 20 febbraio di Nature Materials, costituiti da sfere concentriche grassi che possono trasportare versioni sintetiche di proteine ​​normalmente prodotte da virus. Queste particelle sintetiche provocano una forte risposta immunitaria - paragonabile a quella prodotta da vaccini a virus vivi - ma dovrebbe essere molto più sicuro, dice Darrell Irvine, autore dello studio e professore associato di scienza dei materiali e ingegneria e ingegneria biologica.

Le cellule immunitarie, contrassegnati con una proteina fluorescente verde, sono circondate da nanoparticelle (rosso), dopo le nanoparticelle vengono iniettate nella pelle di un topo.

Tali particelle potrebbero aiutare gli scienziati a sviluppare vaccini contro il cancro e le malattie infettive. In collaborazione con gli scienziati del Walter Reed Army Institute of Research, Irvine ei suoi studenti sono ora prova la capacità delle nanoparticelle 'a formulare un vaccino sperimentale la malaria nei topi.

I vaccini proteggono il corpo esponendola a un agente infettivo che innesca il sistema immunitario di rispondere velocemente quando incontra l'agente patogeno nuovo. In molti casi, come con i vaccini la poliomielite e il vaiolo, una forma morta o disabili del virus viene utilizzato. Altri vaccini, come il vaccino contro la difterite, consistono in una versione sintetica di una proteina o di altra molecola normalmente formulate dal patogeno.

Quando si progetta un vaccino, gli scienziati cercano di suscitare almeno uno del corpo umano, i due attori principali del sistema immunitario: le cellule T, che attaccano le cellule del corpo che sono stati infettati da un agente patogeno; cellule o B, che gli anticorpi secernono che i virus di destinazione o batteri presenti nel sangue e altri fluidi corporei.

Per le malattie in cui l'agente patogeno tende a rimanere all'interno delle cellule, come l'HIV, una forte risposta da un tipo di cellule T conosciuto come "killer" delle cellule T è richiesto. Il modo migliore per provocare queste cellule in azione è quello di usare un virus uccisi o disabili, ma che non può essere fatto con l'HIV, perché è difficile da rendere il virus innocuo.

Per aggirare il pericolo di usare virus vivi, gli scienziati stanno lavorando sui vaccini sintetici per l'HIV e altre infezioni virali come l'epatite B. Tuttavia, questi vaccini, mentre più sicuro, non suscitare una forte risposta delle cellule T. Recentemente, gli scienziati hanno provato che stringe i vaccini in gocce di grasso chiamato liposomi, che potrebbe contribuire a promuovere le risposte delle cellule T dalla confezione la proteina in particelle virus-simili. Tuttavia, questi liposomi hanno scarsa stabilità nel sangue e nei liquidi corporei.

Irvine, che è membro del MIT di David H. Koch Institute for Integrative Cancer Research, ha deciso di costruire l'approccio liposomi da imballaggio molte delle gocce insieme in sfere concentriche. Una volta che i liposomi sono fusi insieme, adiacente mura liposomi sono chimicamente "pinzati" gli uni agli altri, rendendo la struttura più stabile e meno probabilità di abbattere troppo rapidamente dopo l'iniezione. Tuttavia, una volta che le nanoparticelle vengono assorbite da una cellula, che si degradano rapidamente, rilasciando il vaccino e provocando una risposta delle cellule T.

Nei test con i topi, Irvine e colleghi hanno utilizzato delle nanoparticelle per fornire una proteina chiamata ovalbumina, un uovo bianco-proteina comunemente utilizzati negli studi di immunologia perché gli strumenti biochimici sono a disposizione per monitorare la risposta immunitaria a questa molecola. Essi hanno scoperto che tre vaccinazioni di basse dosi del vaccino ha prodotto una forte risposta delle cellule T - dopo l'immunizzazione, fino al 30 per cento delle cellule T killer in tutti i topi erano specifici alla proteina vaccino.

Questo è uno dei più forti risposte delle cellule T generato da un vaccino di proteine, e comparabili a forti vaccini virali, ma senza i problemi di sicurezza di virus vivo, dice Irvine. È importante sottolineare che le particelle anche suscitare una forte risposta anticorpale. Niren Murthy, professore associato presso il Georgia Institute of Technology, spiega le nuove particelle rappresentano "un passo avanti abbastanza grande", anche se dice che sono necessari ulteriori esperimenti per dimostrare che possono suscitare una risposta immunitaria contro le malattie umane, in soggetti umani. "C'è sicuramente sufficiente potenziale per essere la pena di esplorare con gli esperimenti più sofisticati e costosi," dice.

Oltre agli studi della malaria con gli scienziati al Walter Reed, Irvine sta anche lavorando allo sviluppo di nanoparticelle per fornire vaccini contro il cancro e di vaccini contro l'HIV. Traduzione di questo approccio all'HIV è stato fatto in collaborazione con i colleghi del Ragon Institute del MIT, Harvard e del Massachusetts General Hospital. L'istituto, che ha finanziato questo studio insieme con la Fondazione Gates, Dipartimento della Difesa e la National Institutes of Health, è stato istituito nel 2009 con l'obiettivo di sviluppare un vaccino contro l'HIV.

Fonte: http://web.mit.edu/

Last Update: 9. October 2011 03:09

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