2022-09-15 16:31

包裹在金纳米颗粒上的细菌囊泡可以对抗结核病

Bacterial vesicles coated on gold nanoparticles to combat TB

来自印度科学研究所(IISc)的研究人员设计了一种新的方法来提供结核病(TB)的候选疫苗。该技术将细菌分泌的球形囊泡包裹在金纳米颗粒上,然后将其运送到免疫细胞。这可能会引发免疫反应,并提供预防疾病的保护。

结核病是由结核分枝杆菌引起的,全世界每年有超过100万人死于结核病。目前使用的唯一有效疫苗是卡介苗。它含有一种致病细菌的弱化形式。当它被注射到我们的血液中时,它会引发抗体的产生,从而帮助对抗疾病。

虽然卡介苗在儿童中效果良好,但在保护青少年和成人方面效果不佳。这促使印度科学院生物系统科学与工程中心(BSSE)的助理教授Rachit Agarwal和他的团队开发了一种潜在的亚单位候选疫苗,它只包含部分感染细菌来刺激免疫反应。

科学家们早些时候开发了亚单位疫苗,只基于致病细菌的少量蛋白质,但迄今为止没有一种疫苗有效。相反,阿加瓦尔的团队决定使用外膜囊泡(OMVs)。omv是一些细菌释放的球形膜结合颗粒,包含各种蛋白质和脂类,可以诱导对病原体的免疫反应。

Bacterial vesicles coated on gold nanoparticles to combat TB被细菌外膜囊泡包裹的金纳米颗粒的透射电子显微镜图像。信贷:埃德娜乔治

“它们比活细菌更安全,因为它们是膜衍生的,它们包含各种抗原,”阿加瓦尔解释说,他是发表在《生物材料进展》上的论文的高级作者。亚单位疫苗通常只包含有限数量的抗原——能引起宿主免疫反应的细菌蛋白质。研究人员说,相比之下,omv含有多种抗原,可以诱导更好的免疫反应。

分枝杆菌衍生的omv通常不稳定,大小不一,不适合用于疫苗应用。但是印度科学院的研究小组发现,包覆在金纳米颗粒上的OMV-AuNPs (OMV-AuNPs)尺寸均匀且稳定。研究人员还发现,人类免疫细胞对omv - aunp的吸收高于单独对omv或金纳米颗粒的吸收。

“生产omv是一个复杂的过程,扩大规模是一个挑战,”阿维吉特·戈斯瓦米说,他是BSSE的前博士后研究员,也是该研究的第一作者之一。

为了合成omv - aunp, omv和金纳米颗粒通过100纳米的过滤器强制结合在一起。omv在这个过程中分解并封装金纳米颗粒,”Edna George解释说,她是BSSE的前博士后,也是该研究的共同第一作者。

在这项研究中,在实验室培养的免疫细胞被来自耻垢分枝杆菌的omv处理,耻垢分枝杆菌是一种相关的细菌,不会在人类中引起疾病。在未来的研究中,该团队计划开发直接从结核分枝杆菌中提取的镀金omv,并在动物模型上进行测试,以将结果推进临床应用。这样的努力也可以为开发其他细菌疾病的疫苗开辟新的途径。