智利皂树树可以改变我们的方式让疫苗?

智利皂树树的药用的秘密被暴露无遗,解锁的未来会更强,负担得起的和可持续地寻求疫苗。

常绿物种,Quillaja saponaria几十年来,被推崇为生产分子称为QS皂甙,用于食品和饮料行业作为起泡剂。

最近出现了一个重要的新功能与皂苷得到树的树皮作为有效的佐剂疫苗的生产。佐剂发挥重要作用在某些疫苗,努力提高疫苗的效力通过增强宿主的免疫反应。

分子从皂树皮中提取树作为佐剂疫苗保护人们免受COVID-19,带状疱疹,疟疾。

QS皂甙从树上直接采购,尽管这是一个小得多的规模比食品和饮料行业,疫苗制造商正在积极努力减少对环境的影响,提高采购这些重要资源的可持续性。

约翰英纳斯中心研究人员在解决这一问题迈出重要的一步,通过基因组挖掘和生物工程技术生产saponin-based疫苗佐剂在实验室没有直接从树上收集材料。

这项研究的第一作者詹姆斯·里德博士和博士后研究员约翰英纳斯中心表示:“这些复杂的分子已经被挫败的企图在规模使用化学合成实验室。经过许多曲折,我们已经发现了基因的核心QS皂苷生物合成的。”

在研究在科学约翰英纳斯中心Osbourn集团第一次测序的基因组Quillaja saponaria。然后他们强大的计算gene-mining工具用来预测哪些~ 30000之间的基因,使其基因负责皂苷生物合成。

这导致了16个基因的生物合成途径的识别在一起产生的酶性质的皂素生产的构建块。这些新发现的基因和酶作为未来的辅助生物工程说明书,说这个团队。

进一步的识别三个酶导致一个完整的生物合成途径皂素QS-7,皂素是包含在疫苗佐剂与经过验证的临床疗效,但那是出了名的困难从皂树树净化。

这些分子的途径是一种植物叫重建烟草benthamiana,使用快速和强大的技术称为瞬态组合表达式。

这个矮野生烟草众所周知作为一个相对顺从主人的bioproduction治疗蛋白质和药物。

团队已经使用此说明书试图生产其它有价值的皂甙包括QS-21,一个强有力的人类疫苗佐剂和重要组成部分。

皂甙的水平在本研究等同于生产数量通常从皂树的叶子树,而不是它的树皮。

团队合作植物生物科学有限公司(PBL,英国诺里奇),谁是主要的商业化研究和寻求工作与商业和学术合作伙伴进一步扩大这些量。

安妮Osbourn教授,这项研究的领导,和约翰英纳斯中心的组长说:“COVID-19大流行已经演示了救命疫苗的巨大需求。基因组序列的组装Quillaja saponaria我们现在有说明书,使我们解码树如何使得这些强有力的药物分子。这将打开的可能性产生已知和new-to-nature saponin-based疫苗佐剂优化免疫刺激剂活动和适合人类应用在我们的快速瞬态植物表达系统。”

疫苗佐剂-一个短暂的时间

形容隐藏的帮手,疫苗佐剂免疫刺激性物质被添加到一些疫苗刺激免疫反应,这样做诱导强烈的抗体和t细胞反应。

直到最近,只有佐剂在临床使用不溶性铝盐在水中或油乳剂含有角鲨烯,一种有机化合物从鲨鱼肝。

天然表面活性剂,皂苷用于兽医已经一个世纪。但这些佐剂已经不适合人类使用由于耐受性差。一个包含saponin-based佐剂的疫苗被批准用于人类。

QS-7和QS-21都包含在一个复杂的混合皂甙制定作为该公司COVID 19矩阵m佐剂疫苗。全球批准这种疫苗的国家增加对saponin-based佐剂和替代的生产方法。

生物合成途径的知识将使研究人员能够开发定制saponin-based佐剂不同光谱的那些属性。

参考:里德J,奥姆镇,El-Demerdash等。说明皂苷的生物合成途径的佐剂的皂树树。科学。2023,379 (6638):1252 - 1264。doi:10.1126 / science.adf3727。

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