Vaksin partikel nano untuk COVID-19 – ScienceDaily

Vaksin partikel nano untuk COVID-19 – ScienceDaily


Sebelum pandemi, laboratorium ahli biokimia Universitas Stanford, Peter S. Kim berfokus pada pengembangan vaksin untuk HIV, Ebola, dan pandemi influenza. Tetapi, dalam beberapa hari setelah menutup ruang laboratorium kampus mereka sebagai bagian dari pencegahan COVID-19, mereka mengalihkan perhatian mereka ke vaksin untuk SARS-CoV-2, virus yang menyebabkan COVID-19. Meskipun virus corona berada di luar bidang keahlian khusus laboratorium, mereka dan kolaboratornya telah berhasil membangun dan menguji kandidat vaksin yang menjanjikan.

“Tujuan kami adalah membuat vaksin sekali pakai yang tidak memerlukan rantai dingin untuk penyimpanan atau pengangkutan. Jika kami berhasil melakukannya dengan baik, itu juga harus murah,” kata Kim, yang berasal dari Virginia dan DK Ludwig Profesor Biokimia. “Target populasi vaksin kami adalah negara berpenghasilan rendah dan menengah.”

Vaksin mereka, dirinci dalam makalah yang diterbitkan 5 Januari di ACS Central Science, berisi nanopartikel bertabur protein yang sama yang membentuk lonjakan permukaan khas virus. Selain menjadi alasan mengapa ini disebut coronavirus – corona dalam bahasa Latin untuk “mahkota” – lonjakan ini memfasilitasi infeksi dengan melebur ke sel inang dan menciptakan jalan bagi genom virus untuk masuk dan membajak mesin sel untuk memproduksi lebih banyak virus. Paku juga bisa digunakan sebagai antigen yang artinya keberadaannya di dalam tubuh inilah yang bisa memicu respon imun.

Vaksin partikel nano menyeimbangkan keefektifan vaksin berbasis virus dengan keamanan dan kemudahan produksi subunit vaksin. Vaksin yang menggunakan virus untuk mengantarkan antigen seringkali lebih efektif daripada vaksin yang hanya mengandung bagian-bagian virus yang terisolasi. Namun, mereka bisa memakan waktu lebih lama untuk diproduksi, perlu didinginkan dan lebih mungkin menyebabkan efek samping. Vaksin asam nukleat – seperti vaksin Pfizer dan Moderna mRNA yang baru-baru ini telah diizinkan untuk penggunaan darurat oleh FDA – bahkan lebih cepat diproduksi daripada vaksin nanopartikel tetapi mahal untuk diproduksi dan mungkin memerlukan banyak dosis. Tes awal pada tikus menunjukkan bahwa vaksin nanopartikel Stanford dapat menghasilkan kekebalan COVID-19 hanya dengan satu dosis.

Para peneliti juga berharap bisa disimpan pada suhu kamar dan sedang menyelidiki apakah bisa dikirim dan disimpan dalam bentuk bubuk kering beku. Sebagai perbandingan, vaksin yang paling jauh dalam pengembangannya di Amerika Serikat semuanya harus disimpan pada suhu dingin, berkisar antara 8 hingga -70 derajat Celcius (46 hingga -94 derajat Fahrenheit).

“Ini benar-benar tahap awal dan masih banyak pekerjaan yang harus diselesaikan,” kata Abigail Powell, mantan sarjana postdoctoral di lab Kim dan penulis utama makalah tersebut. “Tapi kami pikir ini adalah titik awal yang kokoh untuk apa yang bisa menjadi rejimen vaksin dosis tunggal yang tidak bergantung pada penggunaan virus untuk menghasilkan antibodi pelindung setelah vaksinasi.”

Para peneliti terus meningkatkan dan menyempurnakan kandidat vaksin mereka, dengan maksud mendekatkan pada uji klinis awal pada manusia.

Paku dan nanopartikel

Protein lonjakan dari SARS-CoV-2 cukup besar, sehingga para ilmuwan sering merumuskan versi ringkasan yang lebih sederhana untuk dibuat dan lebih mudah digunakan. Setelah memeriksa lonjakan dengan cermat, Kim dan timnya memilih untuk membuang bagian di dekat bagian bawah.

Untuk menyelesaikan vaksin mereka, mereka menggabungkan lonjakan yang dipersingkat ini dengan nanopartikel feritin – protein yang mengandung zat besi – yang sebelumnya telah diuji pada manusia. Sebelum pandemi, Powell telah bekerja dengan nanopartikel ini untuk mengembangkan vaksin Ebola. Bersama dengan para ilmuwan di SLAC National Accelerator Laboratory, para peneliti menggunakan mikroskop cryo-electron untuk mendapatkan gambar 3D dari nanopartikel feritin spike untuk memastikan bahwa mereka memiliki struktur yang tepat.

Untuk tes tikus, para peneliti membandingkan nanopartikel lonjakan pendek mereka dengan empat variasi lain yang berpotensi berguna: nanopartikel dengan paku penuh, paku penuh atau paku parsial tanpa nanopartikel, dan vaksin yang hanya berisi bagian paku yang mengikat ke sel selama infeksi. Menguji keefektifan vaksin ini terhadap virus SARS-CoV-2 yang sebenarnya akan membutuhkan pekerjaan yang dilakukan di laboratorium Tingkat Keamanan Hayati 3, jadi para peneliti malah menggunakan pseudo-coronavirus yang lebih aman yang dimodifikasi untuk membawa lonjakan SARS-CoV-2. .

Para peneliti menentukan keefektifan potensial dari setiap vaksin dengan memantau tingkat antibodi penetral. Antibodi adalah protein darah yang diproduksi sebagai respons terhadap antigen; antibodi penetral adalah bagian khusus dari antibodi yang sebenarnya bertindak untuk mencegah virus menyerang sel inang.

Setelah satu dosis, dua kandidat vaksin nanopartikel menghasilkan tingkat antibodi yang menetralkan setidaknya dua kali lebih tinggi dari yang terlihat pada orang yang pernah menderita COVID-19, dan vaksin nanopartikel lonjakan yang diperpendek menghasilkan respons netralisasi yang jauh lebih tinggi daripada lonjakan pengikat atau vaksin spike (non-nanopartikel) lengkap. Setelah dosis kedua, tikus yang telah menerima vaksin nanopartikel lonjakan memiliki tingkat antibodi penetral tertinggi.

Melihat kembali proyek ini, Powell memperkirakan bahwa waktu dari permulaan hingga penelitian tikus pertama adalah sekitar empat minggu. “Setiap orang punya banyak waktu dan energi untuk mengabdikan diri pada masalah ilmiah yang sama,” katanya. “Ini adalah skenario yang sangat unik. Saya tidak benar-benar berharap saya akan bertemu lagi dalam karir saya.”

“Apa yang terjadi pada tahun lalu benar-benar fantastis, dalam hal sains yang mengemuka dan mampu menghasilkan banyak vaksin berbeda yang tampaknya menunjukkan kemanjuran melawan virus ini,” kata Kim, yang merupakan penulis senior makalah ini. . “Biasanya dibutuhkan satu dekade untuk membuat vaksin, bahkan jika Anda berhasil. Ini belum pernah terjadi sebelumnya.”

Akses vaksin

Meskipun vaksin baru tim ditujukan khusus untuk populasi yang mungkin lebih sulit mengakses vaksin SARS-CoV-2 lainnya, ada kemungkinan, mengingat kemajuan pesat dari kandidat vaksin lain, bahwa vaksin itu tidak diperlukan untuk mengatasi pandemi saat ini. Dalam kasus itu, para peneliti bersiap untuk berputar lagi dan mengejar vaksin virus korona yang lebih universal untuk mengimunisasi SARS-CoV-1, MERS, SARS-CoV-2, dan virus korona masa depan yang belum diketahui.

“Vaksin adalah salah satu pencapaian paling mendalam dari penelitian biomedis. Vaksin merupakan cara yang sangat hemat biaya untuk melindungi orang dari penyakit dan menyelamatkan nyawa,” kata Kim. “Vaksin virus corona ini adalah bagian dari pekerjaan yang sedang kami lakukan – mengembangkan vaksin yang secara historis sulit atau tidak mungkin dikembangkan, seperti vaksin HIV – dan saya senang kita berada dalam situasi di mana kita berpotensi membawa sesuatu. untuk menanggung jika dunia membutuhkannya. “

Rekan penulis tambahan di Stanford termasuk Kaiming Zhang, ilmuwan riset di bidang bioteknologi; Mrinmoy Sanyal, ilmuwan peneliti di bidang biokimia; Shaogeng Tang, rekan postdoctoral di biokimia; Payton Weidenbacher, mahasiswa pascasarjana di bidang kimia; Shanshan Li, peneliti postdoctoral dalam bioteknologi; Tho Pham, asisten profesor klinis di bidang patologi di Stanford Medicine (juga berafiliasi dengan Pusat Darah Stanford di Palo Alto); dan Wah Chiu, Profesor Wallenberg-Bienenstock di Stanford dan Laboratorium Akselerator Nasional SLAC, dan profesor bioteknologi serta mikrobiologi dan imunologi. Seorang peneliti dari Chan Zuckerberg Biohub juga menjadi penulis bersama. Kim adalah anggota Stanford Bio-X, Institut Penelitian Kesehatan Ibu & Anak (MCHRI) dan Institut Ilmu Saraf Wu Tsai, dan rekan pengajar di Stanford ChEM-H. Dia juga berafiliasi dengan Chan Zuckerberg Biohub. Chiu adalah anggota Stanford Bio-X dan Wu Tsai Neurosciences Institute, dan anggota fakultas di Stanford ChEM-H.

Pekerjaan ini didanai oleh MCHRI, Yayasan Penelitian Kanker Damon Runyon, Institut Kesehatan Nasional, Dana Virginia dan DK Ludwig untuk Penelitian Kanker, dan Chan Zuckerberg Biohub.

Untuk Informasi Lebih lanjut silahkan Kunjungi : Lagu Togel

Author Image
adminProzen