"Ci sono diverse sfide associate alla consegna del vaccino che volevamo affrontare", afferma Cheng. "In primo luogo, l'assunzione del vaccino tramite iniezione intramuscolare è meno efficiente nell'introdurlo nel sistema polmonare e quindi può limitarne l'efficacia. I vaccini inalatori aumenterebbero il loro beneficio contro COVID-19.

"In secondo luogo, i vaccini mRNA nella loro attuale formulazione richiedono celle frigorifere e personale medico qualificato per la loro somministrazione. Un vaccino che sia stabile a temperatura ambiente e che potrebbe essere auto-somministrato ridurrebbe notevolmente i tempi di attesa per i pazienti e lo stress per la professione medica durante una pandemia. Tuttavia, è necessario riformulare il meccanismo di somministrazione affinché funzioni attraverso l'inalazione". Per somministrare il vaccino direttamente ai polmoni, i ricercatori hanno utilizzato esosomi (Exo) secreti dalle cellule sferoidali polmonari (LSC). Gli esosomi sono vescicole di dimensioni nanometriche che sono state recentemente riconosciute come un eccellente mezzo di somministrazione di farmaci.

In primo luogo, i ricercatori hanno esaminato se l'LSC-Exo fosse in grado di fornire "carichi" di proteine ​​o mRNA attraverso i polmoni. I ricercatori hanno confrontato la distribuzione e la ritenzione di LSC-Exo con nanoparticelle simili alle nanoparticelle lipidiche attualmente utilizzate con i vaccini mRNA. In un articolo su Extracellular Vesicle, i ricercatori hanno dimostrato che le nanoparticelle derivate dal polmone erano più efficaci nel fornire mRNA e carico proteico ai bronchioli e al tessuto polmonare profondo rispetto alle particelle sintetiche di liposomi.

Successivamente, i ricercatori hanno creato e testato un vaccino inalabile, a base di proteine, con particelle simili a virus (VLP) decorando l'esterno di LSC-Exo con una porzione della proteina spike - nota come dominio di legame del recettore o RBD - dal Virus SARS-CoV-2. Un articolo che descrive la ricerca è pubblicato su Nature Biomedical Engineering. "I vaccini possono funzionare con vari mezzi", afferma Cheng. "Ad esempio, i vaccini mRNA forniscono uno script alla tua cellula che le istruisce a produrre anticorpi contro la proteina spike. Questo vaccino VLP, d'altra parte, introduce una porzione della proteina spike nel corpo, innescando il sistema immunitario a produrre anticorpi alla proteina spike."

Nei modelli di roditori, il vaccino LSC-Exo decorato con RBD (RBD-Exo) ha suscitato la produzione di anticorpi specifici per l'RBD e ha protetto i roditori, dopo due dosi di vaccino, dall'infezione da SARS-CoV-2 vivo. Inoltre, il vaccino RBD-Exo è rimasto stabile a temperatura ambiente per tre mesi.

I ricercatori osservano che, sebbene il lavoro sia promettente, ci sono ancora sfide associate alla produzione e alla purificazione su larga scala degli esosomi. Le LSC, il tipo cellulare utilizzato per generare RBD-Exo, sono attualmente in uno studio clinico di Fase I degli stessi ricercatori per il trattamento di pazienti con malattie degenerative del polmone.

"Un vaccino inalabile conferirà immunità sia mucosale che sistemica, è più conveniente da conservare e distribuire e potrebbe essere auto-somministrato su larga scala", afferma Cheng. "Quindi, mentre ci sono ancora sfide associate all'aumento della produzione, riteniamo che questo sia un vaccino promettente degno di ulteriore ricerca e sviluppo".

Il lavoro è stato sostenuto dal National Institutes of Health e dall'American Heart Association. La North Carolina State University ha depositato un brevetto provvisorio sulle tecnologie riportate in tali pubblicazioni e il diritto di brevetto è stato concesso in licenza esclusivamente a Xsome Biotech, una start-up statale dell'NC co-fondata da Cheng.

fonte: world pharma news