新平台可以在现阶段快速制造疫苗

超过50%的所有疫苗在运输或存储浪费是由于错误,根据世界卫生组织。西北大学和康奈尔大学领导的研究小组已经开发出一种新的制造平台,可以快速制造疫苗的护理,确保他们不会去浪费和扩大潜在拯救生命的药物。

新方法使用组件冻干游离,剩下的耐储存六个月或更长时间。一旦系统到达目的地和游离准备使用,卫生保健工作者可以用一滴再水化水使疫苗的需求。

演示原理验证阶段,研究人员利用这个平台使共轭疫苗,以防止细菌感染。他们能够产生一个单剂量在一小时内,每剂售价约5美元。研究人员免疫小鼠,然后把它们暴露于土拉杆菌内,致病性细菌,没有治疗,是致命的。所有接种疫苗的老鼠活了下来。

的研究发表《华尔街日报》的封面上科学的进步。

“我们正在开发这种方法使药物按需为细菌感染,但我们可以扩展平台,其他药物,包括病毒疫苗或胰岛素,“西北工程说迈克尔·朱厄特这项研究的负责人之一,他。“我们的无细胞的方法,减轻冷链需求,将提供一种方法来快速响应病原体在未来爆发和新兴威胁。”

通过消除需要复杂的供应链和极端的制冷,平台也将强大的资源匮乏的地区,通常无法获得昂贵的设施和冷藏。

“我们倾向于使药物在大规模设施花费数亿美元或更多,”朱厄特说。“我们也必须依靠冷藏供应链。这些问题限制了整体获得药品。我们需要重新考虑制作和运送药品。”

朱厄特是一个化学和生物工程教授麦考密克工程和学院的主任西北大学合成生物学中心。他与马修DeLisa共同工作,威廉·l·刘易斯教授康奈尔大学的罗伯特·弗雷德里克·史密斯学院的化学和生物分子工程,和康奈尔大学生物技术研究所的主任。

杰西卡·斯塔克,前博士生朱厄特的实验室研究生,Thapakorn Jaroentomeechai DeLisa的实验室,是论文的co-first作者。

再利用细胞引擎

新的制造平台背后的秘密——体外结合疫苗表达(iVAX)是合成生物学游离。无细胞系统,研究人员删除细胞壁和收集细胞的分子机制。然后他们把这个机器到试管和冻干。加水引发化学反应激活系统游离,把它变成一个催化剂制造一个可用的药。

“这就像一个引擎的汽车和再利用,引擎,”朱厄特说。“或添加水激活干酵母在做面包。同样,我们冻干细胞的核心催化剂。”

在这项研究中,研究人员利用大肠杆菌的分子机械开发结合疫苗来防止细菌感染。共轭疫苗附加糖——独一无二的病原体——载体蛋白,刺激免疫系统。糖就像指纹的病原体。通过学习认识到蛋白质作为外国物质,你的身体知道如何挂载免疫反应攻击的时候遇到一次。

不幸的是,共轭疫苗是困难和昂贵的生产,需要一个复杂的、多步骤过程分离糖和附加载体蛋白,必须分开生产。

“我们创建的技术避免了很多这些问题,“DeLisa说。“我们基本上是一个多步过程和压缩下来到一个反应步骤中,糖和载体蛋白是由在同一时间,然后结合在一起在一个锅里。”

防止抗生素耐药性

疫苗的目标作为一个模型,研究人员专注于高度致命的土拉杆菌内,疾病控制和预防中心的分类作为一个类生物恐怖剂由于其高致死率。研究者从致命的细菌和糖放入无细胞系统。无细胞系统然后产生结合疫苗载体蛋白,糖耦合。

“我们已经基本上考虑到这些载体蛋白指纹的细菌,”朱厄特说,“所以你的身体可以识别它。”

虽然病毒像新型冠状病毒是最重要的思想,朱厄特和他的团队正在专注于共轭疫苗作为应对新兴威胁的抗生素耐药细菌。

“抗生素耐药性细菌的崛起是整个地球将在未来几年需要解决,”朱厄特说。“抗生素耐药性正在增长。这是一个缓慢移动的大流行。”

参考:鲜明的JC, Jaroentomeechai T, Moeller TD, et al。按需为保护共轭疫苗。Sci副词。2021;7 (6):eabe9444。doi: 10.1126 / sciadv.abe9444。

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