人造蜘蛛絲疫苗 有效提升免疫反應

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電影裡蜘蛛人的蜘蛛絲是他主要的武器和工具,而現實中的人造蜘蛛絲的硬度、韌性、彈性都遠優於鋁合金和鋼鐵。此外,蜘蛛絲具有生物降解性以及低密度的特性,是相當理想的生物材料,可望應用於人體的血管或韌帶修復,甚至神經元模型等。

近日,瑞士日內瓦大學、佛立堡大學、德國慕尼黑大學和拜羅伊特大學所組成的研究團隊與德國生物科技公司 AMSilk 共同研發出一種全新的蜘蛛絲微膠囊,能夠將疫苗包覆直接輸送到免疫細胞內,產生免疫反應,並且安全性高。此研究結果刊登於《Biomaterials》期刊上。

為了對抗癌症和傳染病,許多科學家使用辨識和破壞腫瘤細胞或病毒、細菌的疫苗來提升免疫能力,但效果仍有限。所以,該研究團隊致力於開發新型蜘蛛絲微膠囊,增加疫苗對免疫系統的功效,特別是 T 細胞。該重組蜘蛛絲為一種輕便、生物相容且無毒的材料,對於光和熱的降解具有高度抵抗力,將它置於超過 100 °C 幾個小時環境中,它也不會損壞。

該研究團隊將重組的蜘蛛絲蛋白 eADF4(C16)與來自卵白蛋白(ovalbumin)的抗原胜肽(antigenic peptide) 融合,並且接上組織蛋白酶(cathepsin)可清除性胜肽連接子(linker)(也可不接)。然後,他們將該融合顆粒注射入小鼠皮下,融合顆粒會被樹突細胞(dendritic cell)攝取並且聚集在淋巴結中心,進而活化了細胞毒性 T 細胞,並且沒有呈現任何免疫毒性或非特異性免疫刺激活性。即使在沒有疫苗佐劑的情況下,來自含有組織蛋白酶可清除性胜肽連接子的融合蛋白質顆粒,也能在體內(in vivo)誘導細胞毒性 T 細胞產生強烈的抗原特異性增殖。

該研究團隊表示,顆粒大小(粒徑)可能是一個絆腳石,因為他們尚未嘗試將標準疫苗中使用的較大抗原顆粒與蜘蛛絲微粒融合。他們也將進一步研究,特別是標靶病毒性疾病的疫苗。

延伸閱讀:細胞外奈米囊泡結合配體 快速客製化具標靶性的藥物載體

參考資料:
1. Biomed Res Int. 2014;2014:906819.
2. Biopolymers. 2012 Jun;97(6):468-78.
3. Biomaterials, 2018; 172: 105 DOI: 10.1016/j.biomaterials.2018.04.008
4. https://www.unige.ch/communication/communiques/en/2018/la-soie-daraignee-pour-des-vaccins-dun-nouveau-genre/

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