محققان یک واکسن استنشاقی نانویی ضدکرونا ایجاد کردهاند که تا سهماه در دمای اتاق پایدار است و ریهها را بهطور خاص و مؤثر هدف قرار داده و اجازه میدهد تا از طریق استنشاق، مصرف شود.
محققان همچنین دریافتند که مکانیسم تحویل این واکسن حاوی اگزوزوم مشتق شده از ریه به نام LSC-Exo، در فرار از پوشش مخاطی ریه موثرتر از نانوذرات مبتنی بر لیپیدی است که در حال حاضر استفاده میشود.
استاد برجسته پزشکی دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی همراه با همکارانش از دانشگاه دوک، توسعه نمونه اولیه واکسن از اثبات مفهوم تا مطالعات حیوانی را انجام دادهاند.
چنگ میگوید: «چالشهای متعددی در ارتباط با تحویل واکسن وجود دارد که میخواهیم به آنها رسیدگی کنیم. اولاً، تزریق عضلانی واکسن برای وارد کردن آن به سیستم ریوی کارآمدی کمتری دارد و بنابراین میتواند اثربخشی آن را محدود کند.
واکسنهای استنشاقی مزایای آنها را در برابر ویروس کرونا افزایش میدهد. ثانیاً، واکسنهای mRNA در فرمولاسیون فعلی به نگهداری در محیط بسیار سرد و پرسنل پزشکی آموزشدیده برای تحویل آنها نیاز دارند.
واکسنی که در دمای اتاق پایدار است و میتواند توسط خود فرد تجویز شود، در طول یک بیماری همهگیر زمان انتظار برای دسترسی بیمار به واکسن و همچنین استرس کادر درمان را تا حد زیادی کاهش میدهد. با این حال، فرمولاسیون مجدد مکانیسم رهایش برای کارکرد آن از طریق استنشاق ضروری است.»
به منظور تحویل مستقیم واکسن به ریهها، محققان از اگزوزومهای (Exo) ترشح شده از سلولهای کروی ریه (LSCs) استفاده کردند. اگزوزومها، وزیکولهایی با اندازه نانو هستند که به عنوان حاملی عالی برای دارورسانی شناخته شدهاند.
ابتدا، محققان به بررسی این موضوع پرداختند که آیا LSC-Exo میتواند پروتئین یا mRNA مورد نظر را در سراسر ریهها پخش کند یا خیر. محققان توزیع و نگهداری LSC-Exo را با نانوذرات مشابه نانوذرات لیپیدی که در حال حاضر با واکسنهای mRNA استفاده میشوند، مقایسه کردند. محققان نشان دادند که نانوذرات مشتق شده از ریه در رساندن محموله mRNA و پروتئین به برونشیولها و بافت عمیق ریه نسبت به ذرات لیپوزوم مصنوعی موثرتر هستند.
سپس، محققان یک واکسن استنشاقی مبتنی بر پروتئین، ذرات ویروس مانند (VLP) را با تزئین قسمت بیرونی LSC-Exo با بخشی از پروتئین اسپایک، معروف به دامنه اتصال گیرنده یا RBD، ایجاد کرده و آزمایش کردند.
چنگ میگوید: «واکسنها میتوانند از طرق مختلف کار کنند. به عنوان مثال، واکسنهای mRNA متنی را به سلول شما میرسانند که به آن دستور میدهد تا آنتیبادیهایی علیه پروتئین اسپایک تولید کند. از سوی دیگر، این واکسن VLP، بخشی از پروتئین اسپایک را به بدن معرفی میکند و سیستم ایمنی را برای تولید آنتیبادی تحریک میکند.»
در مدلهای جوندگان، واکسن LSC-Exo حاوی RBD (RBD-Exo) باعث تولید آنتیبادیهای مخصوص RBD شد و جوندگان را پس از دو دوز واکسن در برابر عفونت با ویروس کرونا زنده محافظت کرد. علاوه بر این، واکسن RBD-Exo به مدت سهماه در دمای اتاق ثابت ماند.
این کار توسط مؤسسه ملی بهداشت و انجمن قلب آمریکا حمایت شد. دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی یک پتنت موقت در مورد فناوریهای گزارش شده به ثبت رسانده است و حق ثبت انحصاری این پتنت را به شرکت اگزوم بیوتک داد، که یک شرکت استارتاپ اسپینآف شده از دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی است.