Wetenschappers demonstreren pre-klinisch proof of concept voor de volgende generatie DNA-leveringstechnologie

Wetenschappers in het Wistar Institute Lab van David B. Weiner, Ph.D., hebben een vaccinatietechnologie van de volgende generatie beschreven die plasmide-DNA combineert met een lipide nanodeeltjes (LNP) afgifte-systeem.

Het onderzoek werd uitgevoerd in samenwerking met wetenschappers in het laboratorium van Norbert Pardi, Ph.D., aan de University of Pennsylvania Perelman School of Medicine en bij het Pennsylvania-Hoofdkantoor inovio in de in-squarter. Hun bevindingen zijn gepubliceerd in Celrapporten Medicine In het artikel “Modulatie van lipide nanodeeltjes geformuleerde plasmide-DNA drijft aangeboren immuunactivering die adaptieve immuniteit bevordert.”

David Weiner, Wistar Executive Vice President en WW Smith Charitable Trust Distinguished Professor in Cancer Research, is een toonaangevende expert op het gebied van DNA -vaccins. In de studie onder leiding van Weiner Lab Doctoral Student Nicholas Tursi bestudeerden onderzoekers hoe ze op lipiden gebaseerde formuleringen kunnen verbeteren om DNA-ladingen beter op te nemen en te leveren voor immunisatie.

Op lipiden gebaseerde benaderingen, waaronder LNP’s, hebben met succes verschillende vormen van RNA geformuleerd en geleverd, evenals het formuleren van eiwitten als geneesmiddelen in verschillende op de markt gebrachte producten. Het ontwikkelen van dergelijke formuleringen met behulp van DNA heeft echter eerder niet dezelfde stabiliteit of werkzaamheid aangetoond.

Het team bestudeerde hoe op lipiden gebaseerde formuleringen kunnen wijzigen die effectief DNA in LNP’s zouden stabiliseren, wat hun afgifte zou vereenvoudigen en door vaccin geïnduceerde immuniteit zou verbeteren. DNA heeft unieke eigenschappen ten opzichte van RNA, inclusief de grote omvang en dubbelstrengige aard, die eerder een hindernis was voor het creëren van stabiele en consistente DNA-formuleringen op basis van lipiden.

DNA -vaccins zijn traditioneel geleverd met behulp van apparaten die een zeer efficiënte opname van DNA in cellen op de injectieplaats en krachtige T -celimuniteit tegen belangrijke ziektedoelen mogelijk maken. Het gebruik van een LNP -formulering voor DNA -vaccins kan mogelijk toediening mogelijk maken door naald en spuit en mogelijk de humorale immuniteit verbeteren, die een extra hulpmiddel binnen de DNA -vaccinwerkkit zou kunnen bieden.

Met behulp van een model DNA-LNP die influenza-hemagglutinine (HA) tot expressie brengt, onderzocht het team hoe de formulering van DNA binnen LNP’s te moduleren om deeltjesassemblage en stabiliteit voor directe injectie te verbeteren. HA DNA-LNP’s geformuleerd bij hogere N/P-verhoudingen-de relatie tussen het lipide nanodeeltje en de grotere DNA-ruggengraat-gingen naar een verbeterd deeltjesprofiel, kleinere deeltjesgrootte, met een verbeterde generatie immuunresponsen.

De studie benadrukt enkele van de immuniteitsmechanismen die worden verleend door DNA-LNP’s. Het team toonde aan dat deze DNA-LNP’s een unieke manier aantonen om het immuunsysteem te primen in vergelijking met mRNA en eiwit-in-adjuvante formuleringen. Het DNA-LNP induceerde een uniek activeringspatroon van aangeboren immuunpopulaties-cellen die vroeg in de ontwikkeling van een beschermende immuunrespons reageren.

Het team onderzocht vervolgens of HA DNA-LNP’s een sterke en consistente adaptieve immuniteit konden veroorzaken-de arm van het immuunsysteem dat verantwoordelijk is voor langlevende T-cel- en antilichaamresponsen. Ten opzichte van benchmark-mRNA en eiwit-in-adjuvante vaccins induceerden HA DNA-LNP’s na een enkele dosis robuuste antilichaam- en T-celreacties. Belangrijk is dat deze reacties duurzaam waren, met geheugenreacties bij kleine dieren die nog een jaar na immunisatie aanhouden.

Het team onderzocht ook de immunogeniteit van HA DNA-LNP’s in een konijnenmodel, waar ze sterke T-cel- en antilichaamresponsen waarnamen die in de geheugenfase bleven bestaan.

Ten slotte onderzocht het team of DNA-LNP-vaccins beschermend kunnen zijn in een live SARS-COV-2-uitdagingsmodel. Het team gebruikte een DNA-LNP-vaccin dat het SARS-COV-2 spike-eiwit tot expressie bracht en toonde aan dat een enkele immunisatie met de Spike DNA-LNP met succes de morbiditeit en mortaliteit uitdagen.

Deze studie ondersteunt de voortdurende ontwikkeling DNA-LNP-vaccins als een unieke vaccinatiemodaliteit. Het vermogen van deze benadering om sterke, langdurige immuunresponsen te activeren, benadrukt het potentieel om bestaande benaderingen aan te vullen of mogelijk te worden ontwikkeld als het immunisatieplatform van de volgende generatie.