為了尋找更安全有效的疫苗,亞利桑那州立大學的科學家利用DNA納米技術開發了一類全新的合成疫苗,展示了這一技術的廣闊前景。這一類新合成疫苗能夠通過自組裝的三維DNA納米結構進行安全有效的運輸,文章發表在Nano Letters雜志上。
研究人員指出,疫苗在有效提高公共健康水平中發揮了極大的作用,疫苗研發主要是通過基因工程將免疫系統刺激蛋白裝配成類病毒顆粒VLP,來模擬天然病毒的結構同時減少致病的病毒遺傳物質。
DNA納米技術可以將生命大分子裝配成為2D和3D形態,其優勢在于DNA納米技術作為一個能編程的系統,可以精確模擬機體內天然分子的活性。研究人員給一些不同大小和形狀的DNA納米結構連上相應分子,來檢測這種疫苗復合體是否能引發免疫應答。得益于仿生技術,這些疫苗復合物在大小和形態上與天然病毒性顆粒非常相似。
為了驗證這一技術,研究人員分別在金字塔形和分支形DNA結構上連接免疫刺激蛋白鏈霉親和素STV以及促免疫應答成分(佐劑CpG oligo-deoxynucletides)來合成疫苗復合體。
首先,研究人員在這一納米結構上連接了一個發光分子,發現疫苗復合體在細胞內相應部分穩定存在了幾個小時,這么長的時間足以調動免疫系統的級聯效應。
隨后研究人員在小鼠中,嘗試將該疫苗運送到起始有效免疫應答的第一批響應細胞,抗原遞呈細胞(包括巨噬細胞、樹突狀細胞核B細胞)。疫苗進入這些細胞后,會被處理并在細胞表面“呈現”給觸發保護性免疫應答的核心白細胞,T細胞。T細胞輔助B細胞針對目標抗原生產抗體。
研究人員分別給小鼠注射了:1)完整的疫苗復合體;2)STV(抗原);3)混有STV的CpG(佐劑)。在注射70天后,研究人員發現,接種完整疫苗復合體小鼠的免疫應答比注射混有STV的CpG佐劑的小鼠強9倍。其中金字塔形納米結構引發的免疫應答最強。疫苗復合體的引起的免疫應答不僅特異強,也很安全有效,研究顯示單獨注射DNA運輸平臺沒有觸發免疫應答。
研究人員指出,這一平臺還可被用于研發需要多重成分的疫苗,盡管他們的技術還有待進一步優化,它依然具有廣闊的應用前景。
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