摘要：新的研究表明，特殊设计的细菌如何用作疫苗和抗病毒疗法的递送系统。...

辛辛那提大学的新研究表明，口服的特殊设计细菌如何作为抗病毒疗法和疫苗的递送系统。

这项由Nalinikanth Kotagiri博士领导的研究最近发表在《杂志》上肠道微生物。

研究背景

Kotagiri的实验室专注于工程益生菌细菌，以完成各种功能，从分解癌症的防御性到成像和诊断肺部感染。

几年前，该小组询问了使用E.Coli Nissle 1917年的同一底盘是否可以将抗病毒治疗剂或疫苗抗原直接转移到肠道，这是病毒入口的主要门户。该团队专注于19个病毒SARS-COV-2进行概念研究证明。

加州大学詹姆斯·韦克尔（James L. Winkle）药学院的副教授Kotagiri说：“口服分娩使我们可以针对粘膜表面，病原体首先立足，同时避免针头和冷链物流。”

疫苗平台

大多数工程的细菌将其治疗性货物保存在细胞内，但是当将抗原呈现给免疫系统时，疫苗最有效。因此，UC团队在细菌表面上显示病毒蛋白，并利用外膜囊泡（OMV）（OMV） - 纳米大小的球体自然脱落的纳米尺寸球体 - 充当自propell的递送车。释放后，OMV通过肠道上皮流量输入血液循环并将其有效载荷分配给远处的组织。

Kotagiri实验室的研究科学家Nitin S. Kamble博士系统地筛选了锚定图案和表达盒，以优化益生菌表面上的抗原密度。对于疫苗版本，该细菌的设计旨在表达在导致共vid-19的病毒表面发现的尖峰蛋白。目前通过mRNA Covid-19疫苗传递了同样的尖峰蛋白。

Kotagiri说，当前的疫苗在提供所谓的系统性免疫方面是安全有效的，因为抗体在整个血液中移动。但是，人体中有一些门户通常会进入胃肠道系统，肺部和其他器官的粘膜衬里 - 可以针对提供所谓的粘膜免疫。

在临床前动物研究中，两剂口服方案产生了与肌肉内mRNA疫苗相当的血传播（全身）抗体水平。值得注意的是，它在肠道和气道中产生了明显更高水平的分泌免疫球蛋白A（IGA） - 粘膜免疫构成的抗体被认为是在进入点上阻断感染至关重要的抗体。

治疗平台

虽然在患者感染病毒之前输送疫苗，但在感染后将抗病毒疗法（例如单克隆抗体）作为治疗。

该团队开发了另一个版本的E.Coli Nissle 1917年，以在表面上显示治疗蛋白。为了创建暴露后疗法，团队编码了抗尖峰纳米剂：抗体是常规单克隆抗体的十分之一。

尽管正在待处理中进行全面的病毒 - 挑战研究，但工程细菌释放的纳米构造已到达血液，可能是OMV促进的，并积聚在肺组织中，在该肺组织中，它们在前体体分析中中和SARS-COV-2。

坎布尔说：“这种方法的一个独特方面是将OMV用作天然邮政局员，有效地包装并将这些治疗性分子传递到其预期的靶标。” “ OMV可以与宿主细胞融合并提供集中的治疗蛋白有效载荷，使其非常适合粘膜递送。”

当前的静脉输注通常提供大量的单克隆抗体，但是由于益生菌可以在肠道中驻留几天或几周，因此它提供了抗病毒分子的自我更新和持续的仓库。

下一步

既然该团队已为此目的优化了细菌，那么Kotagiri已经确定了一个快速适应该平台的机会，以开发流感和诺如病毒等常见病毒的口服疫苗和疗法。

他说：“对于我们来说，所有这些优化都是必要的。 “如果您有针对病毒的纳米病或抗原，我们可以将其插入我们的结构中。”

临床试验将验证该递送系统针对其他病毒的新工程细菌的安全性和功效。但是Kotagiri说，到目前为止，已经发现工程细菌可以安全使用，并且在动物模型中不会产生任何不良免疫反应或副作用。此外，细菌的母菌株具有数十年的安全用作益生菌。

他说：“将来，也许我们可以整合两种药物，因此相同的细菌既有疫苗和纳米疗法的成分。” “但是共同的分母是细菌，它具有进行疫苗接种和治疗的多功能性。”

其他合着者包括Shindu Thomas，Tushar Madaan，Nadia Ehsani，Saqib Sange，Kiersten Tucker，Alexis Muhumure和Sarah Kunkler。 Kamble和Kotagiri已向与这项工作有关的美国专利商标局提交了专利申请。所有其他作者都没有宣称没有竞争利益。

这项工作得到了NIH的赠款：R01HL168588，R01CA279962； CDMRP：ME200246;辛辛那提大学研究和药学院的科塔吉里大学。