Opracowanie nanoszczepionki opartej o rekombinowane białka wirusa SARS-CoV-2 kowalencyjnie związane z biodegradowalnymi nanocząstkami tlenku żelaza – to cel zespołu naukowców z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej Politechniki Warszawskiej i Centrum Zaawansowanych Materiałów i Technologii oraz grupy immunologów. Badania są realizowane w ramach programu „Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza” (konkurs IDUB against COVID-19).
Naukowcy politechniki Warszawskiej chcą, by ich szczepionka była prosta i tania w produkcji. Zamierzają także zaproponować metodę szybkiego opracowywania i produkowania szczepionek na zmutowane wersje wirusa lub na nowe wirusy czy bakterie, które mogą pojawiać się w przyszłości. Pracami kieruje prof. dr hab. inż. Tomasz Ciach z Wydziału Inżynierii Chemicznej i Procesowej PW.
Zespół przygotowuje się do badań na zwierzętach. Równolegle poszukuje też partnera przemysłowego zainteresowanego produkcją szczepionki. To znacząco przyspieszy proces jej powstania.
Badania trwają
Naukowcy wykorzystują w pracy doświadczenia i wiedzę z inżynierii genetycznej, chemii, biotechnologii przemysłowej i nanotechnologii. To pozwoliło uzyskać trzy warianty rekombinowanych białek otoczki wirusa SARS-Cov-2 (czyli epitopów) wykazujących, zgodnie z najnowszymi doniesieniami naukowymi, najwyższą immunogenność (czyli odpowiedź odpornościową). Udało się także udekorować biokompatybilne oraz biodegradowalne nanocząstki uzyskanymi rekombinowanymi epitopami wirusa.
Wyprodukowane rekombinowane białka zostały wyizolowane, oczyszczone i kowalencyjnie związane z biodegradowalnymi nanocząstkami tlenku żelaza. Sama nanocząstka i jej otoczka pełnią tu rolę adiuwanta, czyli wzmacniacza odpowiedzi immunologicznej.
Tak otrzymane nanoszczepionki, składające się z nanocząstek udekorowanych rekombinowanymi białkami otoczki wirusa, zostaną przetestowane na ludzkich liniach komórkowych, a następnie na zwierzętach. Trzeba tu dodać, że już same białka wirusa z odpowiednimi dodatkami mogą pełnić rolę skutecznej szczepionki.
Po podaniu szczepionki myszom naukowcy zbadają toksyczność preparatu oraz – poprzez oznaczenie ilości przeciwciał – także stopień i trwałość odpowiedzi immunologicznej.
Podejście badawcze, na które zdecydowali się i naukowcy, polegające na zastosowaniu jednocześnie wielu immunogennych epitopów i multiwalencyjnych nanosystemów ich dostarczania do organizmu, zwiększa szanse na uzyskanie skutecznej i trwałej odpowiedzi immunologicznej. Szczepionki oparte na nanocząstkach są obiecujące ze względu na brak toksyczności, wysoką biokompatybilność i stabilność. Umożliwiają jednocześnie dostarczanie antygenu do komórek prezentujących antygen, co zapewnia skuteczne uczenie i stymulację układu odpornościowego.
Jak zwracają uwagę badacze, obecnie na rynku szczepionek brak jest nanosystemów wykorzystujących technologię kowalencyjnego wiązania na powierzchni nanocząstki jednego lub większej liczby epitopów.
Projekt „Development of a nano-vaccine based on recombinant SARS-CoV-2 virus proteins covalently bound to nanoparticles” jest finansowany ze środków programu Inicjatywa Doskonałości – Uczelnia Badawcza w ramach konkursu IDUB against COVID-19.
Zespół badawczy: prof. dr hab. inż. Tomasz Ciach (kierownik projektu), dr inż. Anna Mazurkiewicz-Pisarek, dr Jakub Trzciński, mgr inż. Alina Mazurkiewicz
