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연구원은 암 백신의 효력을 증가하는 새로운 방법을 개발합니다

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거의 모든 백신의 효능을 크게 높일 수 있는 새로운 방법이 Northwestern University의 IIN(International Institute for Nanotechnology) 연구원들에 의해 개발되었습니다. 과학자들은 화학 및 나노기술을 사용하여 보조제의 구조적 위치를 변경하고 항원 나노 스케일 백신 안팎에서 백신 성능을 크게 향상시킵니다. 항원은 면역 체계를 표적으로 삼고 보조제는 항원의 효과를 높이는 자극제입니다.

과학자들은 화학 및 나노기술을 사용하여 나노스케일 백신 안팎에서 보조제와 항원의 구조적 위치를 변경하여 백신 성능을 크게 향상시켰습니다. 항원은 면역 체계를 표적으로 삼고 보조제는 항원의 효과를 높이는 자극제입니다.

이 연구는 30월 XNUMX일에 출판될 예정입니다. 자연 생체 공학.

이 작업은 구성 요소뿐만 아니라 백신 구조가 백신을 결정하는 데 중요한 요소임을 보여줍니다. 효능. 단일 구조 내에서 항원과 보조제를 배치하는 위치와 방법은 면역 체계가 이를 인식하고 처리하는 방식을 현저하게 변화시킵니다.”

Chad A. Mirkin, IIN 국장, 수석 수사관

Mirkin은 또한 Weinberg 예술 과학 대학의 George B. Rathmann 화학 교수이자 Northwestern University Feinberg 의과 대학의 의학 교수입니다.

구조에 대한 이 새로운 강화된 강조는 역사적으로 잘 작동하지 않았던 기존의 암 백신의 효과를 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있다고 Mirkin은 말했습니다.

Mirkin의 팀은 삼중 음성 유방암, 유두종 바이러스 유도 자궁경부암, 흑색종, 결장암 및 전립선암을 포함하여 지금까지 XNUMX가지 암 유형의 맥락에서 백신 구조의 효과를 연구하여 각 암을 치료하는 가장 효과적인 아키텍처를 결정했습니다. 질병.

기존 백신은 블렌더 접근 방식을 취합니다.

대부분의 기존 백신의 경우 항원과 보조제가 혼합되어 환자에게 주입됩니다. 백신 구조에 대한 통제가 없으며 결과적으로 백신 성분의 밀매 및 가공에 대한 통제가 제한적입니다. 따라서 백신이 얼마나 잘 작동하는지에 대한 통제가 없습니다.

연구 저자이자 전 노스웨스턴 박사후 연구원인 미셸 테플렌스키(Michelle Teplensky)는 “기존 백신의 문제는 혼합된 미시모시에서 면역 세포가 50개의 항원과 50개의 보조제 또는 XNUMX개의 항원과 XNUMX개의 보조제를 선택할 수 있다는 것입니다. 보스턴 대학교 교수. "하지만 백신의 효과를 극대화할 수 있는 최적의 비율이 있어야 합니다."

구조적 플랫폼인 SNA(구형 핵산) 입력 -; Mirkin이 발명하고 개발했습니다. 이 새로운 종류의 모듈식 백신에 사용됩니다. SNA를 통해 과학자들은 얼마나 많은 항원과 보조제가 세포에 전달되고 있는지 정확하게 파악할 수 있습니다. SNA는 또한 과학자들이 이러한 백신 구성 요소가 제공되는 방식과 처리 속도를 조정할 수 있도록 합니다. 백신 효과에 큰 영향을 미치는 이러한 구조적 고려 사항은 기존 접근 방식에서는 대체로 무시됩니다.

'합리적 백신학'을 통해 개발된 백신은 최대의 효과를 위한 정확한 투여량을 제공합니다.

모듈식 백신 구조 내에서 항원 및 보조제 위치를 체계적으로 제어하기 위한 이 접근법은 이를 설명하기 위해 합리적인 백신학이라는 용어를 만든 Mirkin에 의해 만들어졌습니다. 이는 백신 성분의 구조적 표현이 효능을 촉진하는 데 있어 성분 자체만큼 중요하다는 개념을 기반으로 합니다.

"합리적인 백신학을 통해 개발된 백신은 모든 면역 세포에 정확한 양의 항원과 보조제를 전달하기 때문에 암세포를 공격할 준비가 되어 있습니다."라고 Northwestern의 Robert H. Lurie 종합 암 센터의 회원인 Mirkin은 말했습니다. 대학교. “면역 세포가 군인이라면 전통적인 백신은 무장하지 않은 일부를 남겨 둡니다. 우리의 백신은 그들 모두를 암을 죽이는 강력한 무기로 무장시킵니다. 어떤 면역 세포 '병사'가 당신의 암세포를 공격하고 싶습니까?” Mirkin은 수사적으로 물었습니다.

(더) 더 나은 백신 만들기

연구팀은 면역 체계가 종양 세포를 찾는 데 도움이 되는 여러 표적을 포함하도록 백신의 구조를 재구성하여 암 항원 특이 T 세포의 수를 두 배로 늘리고 이 세포의 활성화를 30% 증가시킨 암 백신을 개발했습니다.

연구팀은 두 항원이 배치에 따라 면역체계에 의해 얼마나 잘 인식되는지 차이를 조사했다. 코어 또는 주변 -; SNA 구조의 최적의 배치를 가진 SNA의 경우 면역 반응을 증가시키고 나노백신이 암세포를 공격하는 T 세포를 촉진하기 위해 사이토카인(면역 세포 단백질) 생산을 얼마나 빨리 촉발하는지 알 수 있습니다. 과학자들은 또한 서로 다른 배치가 침입자를 기억하는 면역 체계의 능력에 어떤 영향을 미치는지, 그리고 기억이 장기간 지속되는지 여부를 연구했습니다.

Mirkin은 "단일 구조 내에서 항원과 보조제를 배치하는 위치와 방법은 면역 체계가 이를 인식하고 처리하는 방식을 현저하게 변화시킵니다"라고 말했습니다.

가장 강력한 구조는 두 번의 펀치를 던져 교활한 돌연변이 종양을 능가합니다.

연구 데이터는 보조제 껍질을 포함하는 SNA에 두 개의 다른 항원을 부착하는 것이 암 백신 구조에 대한 가장 강력한 접근 방식임을 보여줍니다. 동일한 30개의 항원이 XNUMX개의 분리된 SNA에 부착된 구조에 비해 항원 특이적 T 세포 활성화가 XNUMX% 증가하고 증식하는 T 세포 수가 XNUMX배 증가했습니다.

이러한 조작된 SNA 나노구조는 여러 동물 모델에서 종양 성장을 지연시켰습니다.

Mirkin은 "놀라운 일입니다."라고 말했습니다. “구성 관점에서 거의 동일한 두 백신에서 항원의 배치를 변경하면 종양에 대한 치료 이점이 극적으로 변경됩니다. 한 백신은 강력하고 유용하지만 다른 백신은 훨씬 덜 효과적입니다.”

현재의 많은 암 백신은 암세포에 대한 유일한 방어 수단인 세포독성 T 세포를 주로 활성화하도록 설계되었습니다. 종양 세포는 항상 돌연변이를 일으키기 때문에 이러한 면역 세포 감시를 쉽게 벗어날 수 있어 백신의 효과가 빠르게 사라집니다. 더 많은 방법이 있다면 T 세포가 돌연변이 암세포를 인식할 가능성이 더 높습니다. 다중 항원 -; 그것을 인식하기 위해.

Teplensky는 "종양 세포를 더 쉽게 공격할 수 있도록 활성화된 T 세포 유형이 두 가지 이상 필요합니다."라고 말했습니다. “면역 체계가 종양을 추적해야 하는 세포 유형이 많을수록 좋습니다. 강화되고 오래 지속되는 종양 완화를 유도하려면 여러 면역 세포 유형을 표적으로 하는 여러 항원으로 구성된 백신이 필요합니다."

합리적인 백신학 접근법의 또 다른 장점은 특히 SNA와 같은 나노구조와 함께 사용될 때 다른 유형의 질병을 쫓기 위해 백신의 구조를 쉽게 변경할 수 있다는 것입니다. Mirkin은 팔찌에 새로운 매력을 추가하는 것과 다르지 않게 구조에 "고정"되는 화학적 손잡이가 있는 암 단백질의 조각인 펩타이드를 단순히 교체한다고 말했습니다.

모든 암 유형에 대한 가장 효과적인 백신 경로

Teplensky는 "이 작업의 집합적 중요성은 거의 모든 유형의 암에 대해 가장 효과적인 형태의 백신을 개발하기 위한 토대를 마련한다는 것입니다."라고 말했습니다. "전염병에 대한 백신을 포함하여 전반적으로 백신을 개발하는 방법을 재정의하는 것입니다."

이전에 발표된 논문에서 Mirkin, Teplensky 및 동료들은 치명적인 바이러스 감염에 대해 동물의 19% 보호 면역을 나타내는 백신을 만들어 COVID-100에 대한 백신 구조의 중요성을 입증했습니다.

Mirkin은 "백신에 대한 항원 배치의 작은 변화는 세포 간 통신, 누화 및 세포 시너지를 크게 향상시킵니다."라고 말했습니다. "이 연구에서 이루어진 발전은 암 및 기타 질병에 대한 백신 설계를 전체적으로 재고할 수 있는 길을 제공합니다."

노스웨스턴 박사 Michael Evangelopoulos 후보는 또한 "Multi-Antigen Spherical"이라는 제목의 논문 저자입니다. 핵산 암 백신.”

2000년에 나노기술 노력을 통합하고 육성하기 위한 상위 조직으로 설립된 IIN은 나노기술 연구, 교육 프로그램 및 지원 인프라에서 1억 달러 이상을 대표하고 통합합니다.

이 연구는 노스웨스턴 메모리얼 병원에 있는 노스웨스턴 대학의 로버트 H. 루리 종합 암 센터의 폴스키 비뇨기과 암 연구소, 에드워드 바흐라흐와 미국 국립 보건원의 국립 암 연구소(R01CA208783, R01CA257926 및 P50CA221747)가 지원하는 작업을 기반으로 합니다. ). Teplensky는 또한 Northwestern University의 Cancer Nanotechnology Training Program Award(T32CA186897)로부터 지원을 받았습니다. Evangelopoulos는 Dr. John N. Nicholson Fellowship과 Alexander S. Onassis Public Benefit Foundation의 일부 지원을 받았습니다.

저널 참조 :

테플렌스키, MH, et al. (2023) 다중 항원 구형 핵산 암 백신. 자연 생명 공학. doi.org/10.1038/s41551-022-01000-2.

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