Een efficiënt eiwitafgiftesysteem met spin-kleine geampuleerde zijde-eiwitnanodeeltjes

In een onderzoek gepubliceerd in het journaal MedCommhebben onderzoekers een efficiënte drager voor eiwitafgifte ontwikkeld op basis van spinnenzijde-eiwitten (spidroïnes), afgeleid van Araneus ventricosus minor ampullate zijde-eiwit (MiSp). De op MiSp gebaseerde nanodeeltjes kunnen dienen als een effectief toedieningssysteem met een hoge laadefficiëntie en een langdurig afgifteprofiel bij fysiologische pH.

Bij subcutane of intramusculaire toediening zou het door deze nanodeeltjes gedragen eiwitantigeen de antigeenspecifieke immuunresponsen in muismodellen kunnen versterken, via een mechanisme dat antigeendepot en langdurig antigeenpersistentie-effect op de injectieplaats omvat, evenals efficiënte internalisatie door lymfeklieren. en opname door dendritische cellen.

Eiwitvaccins zijn vaak slecht immunogeen vanwege de snelle afbraak door proteasen of het bevorderen van tolerantie. Als mogelijk alternatief kunnen nanodeeltjes als dragers antigenen afleveren aan antigeenpresenterende cellen (APC’s) en de antigeenpresentatieroute reguleren of fungeren als immuunpotentiatoren, waardoor daaropvolgende antigeenspecifieke immuunreacties worden versterkt.

Van de op deeltjes gebaseerde dragers hebben spidroïnen veel aandacht getrokken vanwege hun wenselijke eigenschappen, waaronder biocompatibiliteit, biologische afbreekbaarheid en het vermogen om slechts een milde immuunrespons te induceren. In het bijzonder zouden zij gemakkelijk kunnen worden bereid door uitzouten met een kaliumfosfaatoplossing en met stoom te steriliseren. Ook kunnen hun grootte, stabiliteit en kinetiek van het laden/afgeven van medicijnen gemakkelijk op maat worden gemaakt door het deeltjesvormingsproces en de nabehandeling van het materiaal aan te passen.

Er zijn minstens zeven verschillende soorten spidroïnes die een verscheidenheid aan zijdesoorten vormen, elk met unieke eigenschappen die geschikt zijn voor diverse biologische toepassingen. Deze studie concentreert zich op de kleine geampuleerde zijde van de spin, omdat deze mechanisch sterk is, niet supercontracteert in water en fibrilleert via een niet-nucleatie-afhankelijk pad.

Het team ontwierp een op maat gemaakte spidroïne die een bolvormig N-terminaal domein en een repetitief gebied bestrijkt voor het genereren van nanodeeltjes. Ze onderzochten eerst de invloed van methoden voor het oplosbaar maken van eiwitten in het lichaam op de boleigenschappen, en selecteerden vervolgens lysozym als modelantigeen om de afgifte-efficiëntie onder verschillende toedieningsroutes te bestuderen, waaronder parenterale toedieningsroutes. [subcutaneous (s.c.), intramuscular (i.m.), and intravenous (i.v.) injections] en niet-parenterale (per-orale) toedieningsroutes.

Deze studie toont aan dat het op MiSp gebaseerde nanodeeltje een veelbelovende kandidaat is voor het veilig en effectief afleveren van antigeen via verschillende toedieningsroutes. Het benadrukt hoe nanodeeltjes van spinnenzijde een krachtig hulpmiddel in de geneeskunde kunnen zijn, vooral voor het effectief en veilig afleveren van vaccins.

Deze studie werd geleid door Dr. Xingmei Qi en Dr. Sidong Xiong (Soochow University, China) en Dr. Gefei Chen (Karolinska Institutet, Zweden).