Nanoegineers开发“纳米术疫苗”以对抗MRSA毒素

在实验性“类毒素疫苗”平台的基础上的纳米龙是由缠绕在红细胞（橙色）中的聚合物核心（轻蓝绿色）制成的生物相容颗粒。每种纳米孢子的红细胞膜都抓住并释放葡萄球菌（Staph）毒素α-氧血清蛋白（蓝色），而不会通过加热或化学加工损害毒素的结构完整性。这些毒素镶嵌的纳米龙作为能够触发中和抗体的疫苗，并在小鼠中脱离致命剂量的毒素。

来自UC San Diego的纳米工程开发了纳米龙，含有MRSA产生的危险的孔隙形成毒素，并表明其纳米疫苗疫苗比由热处理的甲藻制成的无毒疫苗安全且更有效。

纳米冬季浸泡MRSA（耐甲氧西林金黄色葡萄球菌）产生的危险孔形成毒素，可以作为对该毒素的安全有效的疫苗。这种“纳米疫苗疫苗”使小鼠的免疫系统能够阻断α-血蛋白毒素从MRSA的不良反应 - 无论是在血液中和皮肤上。来自加利福尼亚大学的纳内工学者，圣地亚哥描述了12月1日的自然纳米技术问题这个纳米疫苗疫苗的安全性和疗效。

实验性“类毒素疫苗”平台的基础上的纳米龙是由在红细胞膜中包裹的聚合物核心制成的生物相容颗粒。每种纳米孢子的红细胞膜都抓住并释放葡萄球菌（Staph）毒素（Staph）毒素α-氧蛋白，而不会通过加热或化学加工损害毒素的结构完整性。这些毒素镶嵌的纳米龙作为能够触发中和抗体的疫苗，并在小鼠中脱离致命剂量的毒素。

毒素疫苗可保护毒素或一组毒素，而不是产生毒素的生物体。由于抗生素抗性的问题恶化，毒素疫苗提供了一种有希望的方法来对抗感染而无需依赖抗生素。

“用我们的毒素疫苗，我们不必担心抗生素抗性。我们直接靶向α-血糖蛋白毒素，“UC San Diego Jacobs工程学院和纸上的高级作家南工理教授梁芳张。靶向α-血糖蛋白毒素直接有另一个PERK。“这些毒素创造了一种毒性环境，作为一种防御机制，使免疫系统对抗浮虫的免疫系统更难，”张。

除了MRSA和其他葡萄干感染之外，纳米疫苗疫苗方法可用于产生保护疫苗，可防止各种毒素，包括由大肠杆菌和H. Pylori产生的疫苗。

这项从张的纳米材料和纳米医生实验室在UC San Diego的工作包括纳米工程后博士研究员Che-Ming“Jack”胡，纳内工程研究生Ronnie Fang和生物工程研究生Brian Luk。

研究人员发现，它们的纳米术疫苗比由热处理的甲蛋白制成的无毒疫苗安全且更有效。一次注射后，仅在接受纳米疫苗疫苗的人的情况下幸存下来的含有加热版本的葡萄感染的小鼠的10％。随着两个增强镜头，与纳米泊疫苗的存活率高达100％，而热处理毒素的含量高达90％。

“纳米术疫苗也能够完全防止毒素在皮肤上的损伤，其中MRSA感染经常发生，”张某表示，他也在UC San Diego的Moores Cancer Center附属。

图像中的发光黄色斑点显示通过小鼠树突细胞 - 一种免疫系统细胞的纳米疫苗疫苗的摄取。用荧光染料标记寄生的α-血糖蛋白毒素，荧光染料发出黄色。纳米泊型疫苗与染色毒素，可以在树突细胞摄取后发光黄色。细胞是膜染色红色，核染色蓝色。

战斗孔形成毒素

这项工作是今年早些时候提出的UC San Diego Nanoengineers的项目的扭曲：一种纳米泊，可以使各种孔隙形成毒素 - 从细菌蛋白质到蛇毒液中。

通过在细胞膜中冲出孔并使电池基本上泄漏到死亡中，形成孔隙。但是当毒素攻击红细胞膜覆盖在纳米粒子上时，“没有任何东西会发生。它只是锁在那里，“张解释说。

纳米工程师想知道如果他们以这种方式将其纳米冬龙100种纳米龙，并将整个包装呈现给Dientistic细胞的免疫系统的重要组成部分会发生什么。加载的颗粒可以引发免疫应答并作为毒素疫苗工作吗？

Staph毒素是如此强大，它以其未改变的形式杀死免疫细胞。因此，大多数疫苗候选者使用热量或化学加工的毒素的毒素，使其缺乏其一些蛋白质并使它变得有点弱。但这种过程也使免疫反应对毒素有点弱。

“你加热越多，毒素就越安全，但你的加热越多，你就越损伤蛋白质的结构，”张说道。“而这种结构是免疫细胞识别的，并建立其抗体。”

纳米孢子毒素疫苗通过筛选而不是改变毒素而绕过这个问题。就像危险但戴着手铐的囚犯一样，甲虫毒素可以导致免疫系统的树突细胞而不会导致任何伤害。

在此之前，“您无法在不损害细胞的情况下向免疫细胞递送本地毒素，”张说。“但这种技术让我们这样做。”

每种疫苗颗粒的直径约为85纳米;为了比较，其中约有1000个将适合单个人头发的宽度。研究人员发现，它们在大约两周内从身体清除。

金黄色葡萄球菌

STAPH细菌是皮肤感染最常见的原因之一，可引起血液中毒和手术感染以及肺炎。根据疾病控制和预防的中心，约有80,000名美国人每年患有侵袭性MRSA感染，其中11,000多名辛辛利亚死亡。目前，没有批准疫苗，以保护人类免受毒素相关的毒素，包括由MRSA菌株引起的毒素。

当研究人员认为纳米盆的成功时，就疫苗的想法来自。如果粒子在收集毒素时擅长，他们想知道，粒子充满毒素的潜在用途是什么？“要诚实，我们从未考虑过开始的疫苗使用，”张先生。“但是当我们进行研究时，我们总是希望在反向的问题上看一个问题。”

在某种程度上，Toxoid疫苗听到他们首次用于颗粒的用途，作为癌症药物递送装置，张注意到。

颗粒“工作得如此美妙地，”张说，可能有可能在它们上留住几种毒素，从Stav创建“一个疫苗，从Stave到Snake Visom。

该研究由国家卫生研究院国家糖尿病和消化和肾病资助（奖项NO.R01DK095168）和国家科学基金会（授予DMR-1216461）。

“纳米粒子染色的毒素是安全有效的疫苗接种”，由Che-Ming J. Hu，Ronnie H. Fang和Liangfang Zhang在加州大学的圣地亚哥大学纳内工学系;和圣地亚哥大学生物工程系的Brian T.Luk。

出版物：Che-Ming J. Hu，等，“纳米粒子染色的毒素，用于安全有效的疫苗接种”，自然纳米技术，2013; DOI：10.1038 / nnano.2013.254

图像：UC San Diego纳内工程系