التحضير والخصائص والسمية وتقييم الفعالية للقاح ورم مستحلب نانوي ذاتي التجميع ذاتيا في المختبر وفي الجسم الحي

باعتبارها واحدة من أهم ابتكارات الصحة العامة ، تلعب اللقاحات دورا رئيسيا في مكافحة العبء العالمي للأمراض البشرية¹. على سبيل المثال ، في الوقت الحاضر ، يتم اختبار أكثر من 120 لقاحا مرشحا لأمراض COVID-19 ، تمت الموافقة على بعضها في العديد من البلدان². تشير التقارير الأخيرة إلى أن لقاحات السرطان قد حسنت بشكل فعال تقدم علاجات السرطان السريرية لأنها توجه الجهاز المناعي لمرضى السرطان للتعرف على المستضدات على أنها غريبة على الجسم³. علاوة على ذلك ، يمكن استخدام العديد من حوامل الخلايا التائية الموجودة داخل أو خارج الخلايا السرطانية لتصميم لقاحات الببتيد ، والتي أظهرت مزايا في علاج السرطانات النقيلي بسبب نقص السمية الكبيرة المرتبطة بالعلاج الإشعاعي والعلاج الكيميائي ^4,5. منذ منتصف تسعينيات القرن العشرين ، أجريت التجارب قبل السريرية والسريرية لعلاج الورم بشكل رئيسي باستخدام لقاحات الببتيد المستضد ، ولكن القليل من اللقاحات تظهر تأثير علاجي مناسب على مرضى السرطان⁶. علاوة على ذلك ، فإن لقاحات السرطان التي تحتوي على حوامل الببتيد لديها مناعة ضعيفة وكفاءة توصيل غير كافية ، وقد يكون ذلك بسبب التدهور السريع للببتيدات خارج الخلية التي تنتشر بسرعة من موقع الإعطاء ، مما يؤدي إلى عدم كفاية امتصاص الخلايا المناعية^{للمستضد 7}. لذلك ، من الضروري التغلب على هذه العقبات باستخدام تكنولوجيا توصيل اللقاحات.

OVA 257-264 ، حاتمة MHC من الفئة الأولى_257-264 المعبر عنها كبروتين اندماج ، هي نموذج⁸ مستخدم بشكل متكرر. بالإضافة إلى ذلك ، يعد OVA_257-264 أمرا بالغ الأهمية للاستجابة المناعية التكيفية ضد الأورام ، والتي تعتمد على استجابة الخلايا اللمفاوية التائية السامة للخلايا (CTL). يتم التوسط فيه بواسطة خلايا CD8 ⁺ T الخاصة بالمستضد في الورم ، والتي يسببها ببتيد OVA_257-264 . يتميز بعدم كفاية الجرانزيم B ، الذي تطلقه الخلايا التائية السامة ، مما يؤدي إلى موت الخلايا المبرمج^{للخلايا المستهدفة 8}. ومع ذلك ، فإن إعطاء الببتيد OVA_257-264 المجاني قد يحفز القليل من نشاط CTL لأن امتصاص هذه المستضدات يحدث في خلايا غير محددة بدلا من الخلايا المقدمة للمستضد (APCs). يؤدي نقص التحفيز المناعي المناسب إلى نشاط CTL⁵. لذلك ، يتطلب تحريض نشاط CTL الفعال تقدما كبيرا.

بسبب الحاجز الذي توفره الخلايا الظهارية والإفراز المستمر للمخاط ، تتم إزالة مستضدات اللقاح بسرعة من مخاط الأنف ^9,10. يعد تطوير ناقل لقاح فعال يمكنه المرور عبر الأنسجة المخاطية أمرا بالغ الأهمية لأن الخلايا المقدمة للمستضد تقع تحت ظهارة الغشاء المخاطي⁹. الحقن عن طريق الأنف من اللقاحات يحفز نظريا مناعة الغشاء المخاطي لمكافحة عدوى الغشاء المخاطي¹¹. بالإضافة إلى ذلك ، يعد التسليم الأنفي طريقة فعالة وآمنة لإدارة اللقاحات نظرا لملاءمتها ، وتجنب الإدارة المعوية ، وتحسين امتثال المريض⁷. لذلك ، فإن الولادة الأنفية هي وسيلة جيدة لإعطاء اللقاح النانوي الببتيد الجديد.

تم ابتكار العديد من المواد الحيوية الاصطناعية للجمع بين حواجز الأنسجة الخلوية والتفاعلات بين الخلايا والخلايا. تم إدخال بعض البروتينات النشطة بيولوجيا ، مثل Ile-Lys-Val-Ala-Val (IKVAV) ، كجزء من بنية الهيدروجيل لمنح النشاط الحيوي¹². من المحتمل أن يساهم هذا الببتيد في ارتباط الخلية والهجرة والنمو¹³ ويربط الإنتغرينات α 3β1 و_{α 6β1} للتفاعل مع أنواع الخلايا السرطانية المختلفة. IKVAV هو ببتيد التصاق خلوي مشتق من سلسلة بروتين الغشاء القاعدي اللامينين_{α 1} التي كانت تستخدم في الأصل لنمذجة البيئة المكروية العصبية وتسبب التمايز العصبي¹⁴. لذلك ، فإن العثور على وسيلة توصيل فعالة لهذا اللقاح الجديد أمر مهم لمكافحة المرض.

كما تم تركيب أنظمة المستحلب المبلغ عنها مؤخرا ، مثل W805EC و MF59 ، لتوصيل تجويف الأنف للقاح الأنفلونزا المعطل أو المستضد السطحي لالتهاب الكبد B المؤتلف وتوضيحها لتحفيز كل من المناعة المخاطية والجهازية¹⁵. تتميز المستحلبات النانوية (NEs) بمزايا الإدارة السهلة والتشكيل المشترك المريح مع المواد المساعدة الفعالة مقارنة بأنظمة توصيل الجسيمات المخاطية¹⁶. تم الإبلاغ عن لقاحات المستحلب النانوي لتغيير النمط الظاهري التحسسي بطريقة مستدامة تختلف عن إزالة التحسس التقليدية ، مما يؤدي إلى تأثيرات قمعية طويلة المدى¹⁷. أفاد آخرون أن المستحلبات النانوية جنبا إلى جنب مع المستضدات المناعية المهيمنة الخاصة ب MTB يمكن أن تحفز استجابات قوية للخلايا المخاطية وتمنح حماية كبيرة¹⁸. لذلك ، تم تصميم لقاح نانوي جديد ذاتي التجميع داخل الأنف مع الببتيد الاصطناعي IKVAV-OVA 257-264 (I-OVA ، الببتيد الذي يتكون من IKVAV المرتبط ب OVA_257-264). من المهم تقييم هذا اللقاح النانوي الجديد بشكل منهجي.

الغرض من هذا البروتوكول هو إجراء تقييم منهجي للخصائص الفيزيائية والكيميائية والسمية واستقرار اللقاح النانوي ، واكتشاف ما إذا كان امتصاص المستضد والآثار الوقائية والعلاجية يتم تعزيزها باستخدام الوسائل التقنية ، وتوضيح المحتويات التجريبية الرئيسية. في هذه الدراسة ، أنشأنا سلسلة من البروتوكولات لدراسة الخصائص الفيزيائية والكيميائية والاستقرار ، وتحديد حجم سمية خلايا I-OVA NE إلى BEAS-2B بواسطة CCK-8 ، ومراقبة قدرة خلايا BEAS-2B على تقديم المستضد للقاح باستخدام المجهر متحد البؤر ، وتقييم ملامح إطلاق هذا اللقاح النانوي الجديد في الجسم الحي وفي المختبر، والكشف عن التأثير الوقائي والعلاجي لهذا اللقاح باستخدام نموذج الفأر الحامل للورم E.G7-OVA.