Ongebruikte Covid-19-vaccins kunnen een tweede leven hebben in de ontwikkeling van nieuwe biosensoren

Tijdens de COVID-19-pandemie produceerden farmaceutische bedrijven ongekende hoeveelheden vaccins. Dit hielp miljoenen levens te redden, maar aan de andere kant bleven veel vaccins ongebruikt, verlopen en moesten worden weggegooid. Om dergelijke problemen in de toekomst te voorkomen, stellen Litouwse onderzoekers van het Center for Physical Sciences and Technology (FTMC) een milieuvriendelijke oplossing voor als onderdeel van een project. Misschien kunnen verlopen vaccins worden hergebruikt voor een andere taak: de ontwikkeling van nieuwe biosensoren?

Een groep wetenschappers heeft met succes deze mogelijkheid voor het eerst in de wereld in hun artikel aangetoond, is onlangs gepubliceerd in Talanta.

The authors of the article are researchers from the FTMC Department of Nanotechnology: Dr. Vincentas Mindaugas Mačiulis, Dr. Asta Lučiūnaitė, Dr. Mantvydas Usvaltas, Dr. Silvija Juciūtė, and Prof. Dr. Ieva Plikusienė, as well as Dr. Almira Ramanavičienė, professor at the Faculty of Chemistry and Geowetenschappen aan de Vilnius University.

Verouderde voorbereidingen, maar nuttige spikes

Op het hoogtepunt van de pandemie hoorden we verhalen uit de media over hoe regeringen grote hoeveelheden vaccins kochten – maar zoals alle producten hebben ze een vervaldatum. Veel van deze vaccins bleven ongebruikt en moesten worden weggegooid. Dus kwamen FTMC -wetenschappers met een idee – om vervallen voorbereidingen een tweede leven te geven.

“We hebben onze aandacht gevestigd op de vaccins met virusachtige deeltjes (VLP). VLP’s zijn eiwitstructuren die lijken op echte virussen maar hun genetisch materiaal niet bevatten (DNA of RNA). Daarom kunnen ze geen infectie veroorzaken, maar het immuunsysteem herkent ze als een bedreiging en begint de vorm van immuniteit te produceren,” zegt Dr. Vincentas, Dr. Vincentas, Dr. Vincentas Mindaugas Mačiulis, de studie van de studie.

Het Litouwse team heeft zichzelf twee taken ingesteld: om verlopen COVID-19 VLP-vaccins te gebruiken en aan te passen voor gebruik in biosensoren die zouden helpen de immuniteit voor het coronavirus te bepalen.

De verlopen vaccins werden geschonken uit het laboratorium van Dr. Aurelija žvirblienė, een professor aan het Life Sciences Center van Vilnius University (VU GMC).

“Naast spike -eiwit bevat het vaccin extra componenten – farmaceutische stoffen die de stabiliteit van het medicijn verbeteren, evenals adjuvantia. De laatste zijn moleculen die de immuunrespons stimuleren, zodat het lichaam het gevaar herkent en zichzelf begint te beschermen.

“Er zijn veel van deze aanvullende stoffen in het vaccin. We moesten alleen spike -eiwitten zuiveren en verkrijgen om ‘schone, geconcentreerde’ vaccins te krijgen. Dit werk werd gedaan door mijn collega Dr. Asta Lučiūnaitė van Vu GMC, die momenteel ook een onderzoeksstagiair is bij het FTMC -ministerie van Nanotechnologie. antilichamen. Dat was onze eerste taak, “legt Dr. Mačiulis uit.

Groenere en goedkopere ziektepreventie

Wat is er daarna gebeurd? Simpel gezegd, de spike -eiwitten van de vaccins werden “bevestigd” (geïmmobiliseerd) aan het goudoppervlak met behulp van chemische bindingen. Dit oppervlak is dus ontworpen om antilichamen te detecteren.

Voor dit doel gebruikte het team van Mačiulis speciaal voorbereide bloedsera met verschillende hoeveelheden antilichamen. Ze werden getest met behulp van drie verschillende sensoroppervlakken. De ene bevatte eerder genoemde geïsoleerde spike -eiwitten, een andere bevatte commercieel beschikbare spike -eiwitten uit de virusstam die aan het begin van de pandemie circuleerde, en de derde bevatte spike -eiwitten van de omicron -variant van het coronavirus.

De wetenschappers zagen hoe elke piek van eiwitten gebonden aan antilichamen in bloedserum – of deze pieken met verschillende mutaties de immuniteit van een persoon tegen het coronavirus zouden herkennen.

“Zoals we in het artikel beschreven, waren deze eerste experimenten zeer succesvol. Op deze manier herkenden biosensoren antilichamen met spike -eiwitten verkregen uit verouderde vaccins en gaven betrouwbare resultaten. In vergelijking met commerciële ‘verse’ eiwitten is deze interactie nog niet zo nauwkeurig, maar dit is slechts het begin.

“We proberen milieuvriendelijk te zijn, zodat vaccins niet langer moeten worden weggegooid – en zodat de vaccinproductie zelf duurzamer wordt. Bovendien, als we erin slagen onze methode te verfijnen tot biosensor -technologie, zal het een veel goedkopere manier zijn om specifieke antilichamen te detecteren. merkt de wetenschapper op.

Na de succesvolle demonstratie dat een dergelijk modelsysteem werkt, wil het FTMC-team zijn experimenten voortzetten, en het zou ook nuttig zijn om immuniteitstests uit te voeren met andere niet-covid-19-vaccins. VLP -vaccins tegen menselijk papillomavirus of hepatitis B worden bijvoorbeeld ontwikkeld met behulp van dezelfde technologieën. Er is dus een goede kans om de methode aan te passen om andere ziekten te voorkomen.

“Het is waarschijnlijk dat de methode op een zeer vergelijkbare manier zou werken, maar we zouden ervoor moeten zorgen dat het mogelijk is om dezelfde resultaten te verkrijgen. We zijn ook van plan om het proces van het extraheren van spike -eiwitten uit oude vaccins te verbeteren om hun interactie met antilichamen te versterken,” zegt Mačiulis.