Добавить новость
ru24.net
News in English
Июль
2022

Microparticles could be used to deliver “self-boosting” vaccines

0

Most vaccines, from measles to Covid-19, require a series of multiple shots before the recipient is considered fully vaccinated. To make that easier to achieve, MIT researchers have developed microparticles that can be tuned to deliver their payload at different time points, which could be used to create “self-boosting” vaccines.

In a new study, the researchers describe how these particles degrade over time, and how they can be tuned to release their contents at different time points. The study also offers insights into how the contents can be protected from losing their stability as they wait to be released.

Using these particles, which resemble tiny coffee cups sealed with a lid, researchers could design vaccines that would need to be given just once, and would then “self-boost” at a specified point in the future. The particles can remain under the skin until the vaccine is released and then break down, just like resorbable sutures.

This type of vaccine delivery could be particularly useful for administering childhood vaccinations in regions where people don’t have frequent access to medical care, the researchers say.

“This is a platform that can be broadly applicable to all types of vaccines, including recombinant protein-based vaccines, DNA-based vaccines, even RNA-based vaccines,” says Ana Jaklenec, a research scientist at MIT’s Koch Institute for Integrative Cancer Research. “Understanding the process of how the vaccines are released, which is what we described in this paper, has allowed us to work on formulations that address some of the instability that could be induced over time.”

This approach could also be used to deliver a range of other therapeutics, including cancer drugs, hormone therapy, and biologic drugs, the researchers say.

Jaklenec and Robert Langer, the David H. Koch Institute Professor at MIT and a member of the Koch Institute, are the senior authors of the new study, which appears today in Science Advances. Morteza Sarmadi, a research specialist at the Koch Institute and recent MIT PhD recipient, is the lead author of the paper.

Staggered drug release

The researchers first described their new microfabrication technique for making these hollow microparticles in a 2017 Science paper. The particles are made from PLGA, a biocompatible polymer that has already been approved for use in medical devices such as implants, sutures, and prosthetic devices.

To create cup-shaped particles, the researchers create arrays of silicon molds that are used to shape the PLGA cups and lids. Once the array of polymer cups has been formed, the researchers employed a custom-built, automated dispensing system to fill each cup with a drug or vaccine. After the cups are filled, the lids are aligned and lowered onto each cup, and the system is heated slightly until the cup and lid fuse together, sealing the drug inside.

This technique, called SEAL (StampEd Assembly of polymer Layers), can be used to produce particles of any shape or size. In a paper recently published in the journal Small Methods, lead author Ilin Sadeghi, an MIT postdoc, and others created a new version of the technique that allows for simplified and larger-scale manufacturing of the particles.

In the new Science Advances study, the researchers wanted to learn more about how the particles degrade over time, what causes the particles to release their contents, and whether it might be possible to enhance the stability of the drugs or vaccines carried within the particles.

“We wanted to understand mechanistically what’s happening, and how that information can be used to help stabilize drugs and vaccines and optimize their kinetics,” Jaklenec says.

Their studies of the release mechanism revealed that the PLGA polymers that make up the particles are gradually cleaved by water, and when enough of these polymers have broken down, the lid becomes very porous. Very soon after these pores appear, the lid breaks apart, spilling out the contents.

“We realized that sudden pore formation prior to the release time point is the key that leads to this pulsatile release,” Sarmadi says. “We see no pores for a long period of time, and then all of a sudden we see a significant increase in the porosity of the system.”

The researchers then set out to analyze how a variety of design parameters, include the size and shape of the particles and the composition of the polymers used to make them, affect the timing of drug release.

To their surprise, the researchers found that particle size and shape had little effect on drug release kinetics. This sets the particles apart from most other types of drug delivery particles, whose size plays a significant role in the timing of drug release. Instead, the PLGA particles release their payload at different times based on differences in the composition of the polymer and the chemical groups attached the ends of the polymers.

“If you want the particle to release after six months for a certain application, we use the corresponding polymer, or if we want it to release after two days, we use another polymer,” Sarmadi says. “A broad range of applications can benefit from this observation.”

Stabilizing the payload

The researchers also investigated how changes in environmental pH affect the particles. When water breaks down the PLGA polymers, the byproducts include lactic acid and glycolic acid, which make the overall environment more acidic. This can damage the drugs carried within the particles, which are usually proteins or nucleic acids that are sensitive to pH.

In an ongoing study, the researchers are now working on ways to counteract this increase in acidity, which they hope will improve the stability of the payload carried within the particles.

To help with future particle design, the researchers also developed a computational model that can take many different design parameters into account and predict how a particular particle will degrade in the body. This type of model could be used to guide the development of the type of PLGA particles that the researchers focused on in this study, or other types of microfabricated or 3D-printed particles or medical devices.

The research team has already used this strategy to design a self-boosting polio vaccine, which is now being tested in animals. Usually, the polio vaccine has to be given as a series of two to four separate injections.

“We believe these core shell particles have the potential to create a safe, single-injection, self-boosting vaccine in which a cocktail of particles with different release times can be created by changing the composition. Such a single injection approach has the potential to not only improve patient compliance but also increase cellular and humoral immune responses to the vaccine,” Langer says.

This type of drug delivery could also be useful for treating diseases such as cancer. In a 2020 Science Translational Medicine study, the researchers published a paper in which they showed that they could deliver drugs that stimulate the STING pathway, which promotes immune responses in the environment surrounding a tumor, in several mouse models of cancer. After being injected into tumors, the particles delivered several doses of the drug over several months, which inhibited tumor growth and reduced metastasis in the treated animals.

The research was funded by the Bill and Melinda Gates Foundation.




Moscow.media
Частные объявления сегодня





Rss.plus



Владислав Овчинский: жители дома на Радужной улице начали переезд в новостройку по программе реновации

Бренд экологичной одежды первым в мире сообщил о нападении анти-эко-активисток

Певец Дмитрий Камский готовит к релизу новый сингл "Песня Земли"

19 июля: какой сегодня праздник, что было в этот день


Подбор летних шин на авто: важные критерии и рекомендации

Филиал «Красноярский» компании «ЛокоТех-Сервис» стал партнером создания образовательно-производственного центра

Буравят кожу. Профессор рассказала, как не подцепить паразитов при купании

На «Атомайз» состоялась первая в России цифровая секьюритизация портфеля кредитов


England U20 overpower France to be crowned world champions

Biden's anger bleeds through as party weighs his future

Faculty of International Journalism and Mass Communications Eurasian International University is conducting an additional intake of applicants!

Suspect arrested for ‘threatening to kill Trump and his VP pick JD Vance’ in Florida days after assassination attempt


Военные следователи провели рейд по бывшим мигрантам в Керчи

Прощай, ЕС! Россия будет поставлять газ в Иран по сверхмощному трубопроводу

Певец Дмитрий Камский готовит к релизу новый сингл "Песня Земли"

Роспотребнадзор сообщил о единичных случаях листериоза в России


Today's Wordle answer for Saturday, July 20

Двадцать пять человек за одним столом под звуки караоке – это было шедеврально!

According to BioWare, Dragon Age: The Veilguard is the first entry in the series where "the combat's actually fun" and where characters are "intentionally" the focus of the storytelling, which seems pretty unfair on the first three games

Интервью AppTime с компанией Innova: релиз Gran Saga в России, внутриигровая оплата и «Масленица» в корейской MMO


Фотомагазин PYN: ваш надійний партнер у світлі та фотографії


Адвокат Горшков: арест блогера Била не остановит его от новых пранков

Отрытый конкурс красоты и таланта «Одна на миллион»

В регионах Центральной России продолжаются мероприятия в рамках ведомственной акции «Каникулы с Росгвардией»

«Спартак» проиграл в первом матче РПЛ под руководством тренера Станковича




Певец Дмитрий Камский готовит к релизу новый сингл "Песня Земли"

«Казалось, он будет всегда»: умер актер из сериала «Московская борзая» Королев

Прощай, ЕС! Россия будет поставлять газ в Иран по сверхмощному трубопроводу

Владислав Овчинский: жители дома на Радужной улице начали переезд в новостройку по программе реновации


ДОНАЛЬД ТРАМП И СПЕЦСЛУЖБЫ США ПОКЛОНЯЮТСЯ ГЕРБУ МОСКВЫ?! СЕНСАЦИОННЫЕ ОЧЕНЬ ВАЖНЫЕ ДАННЫЕ!

В Московской области сотрудники Росгвардии задержали подозреваемого в незаконном обороте наркотиков

Цены на аренду жилья в России выросли за год на 40%

Томские спортсменки выиграли Кубок России по лапте


Медведев в матче против Синнера на Уимблдоне проявил характер, заявил Ольховский

Шнайдер прошла в финал турнира WTA в Будапеште

Александр Зверев вышел в финал турнира в Гамбурге

Тарпищев: Рублёву надо не играть, а заняться своим здоровьем


Новый утильсбор в России изменит цены на автомобили

В Московской области сотрудники Росгвардии задержали подозреваемого в незаконном обороте наркотиков

Сломал кости. Поймали насильника 20-летней беременной девушки

«Контроль каждого сантиметра»: панда Катюша проверила качество уборки в вольере


Музыкальные новости

Певец SHAMAN приехал на концерт у посольства США на машине «Победа»

Концерт Игоря Бутмана и Сабантуй: куда сходить на выходных в Твери

В сети появился ролик с исполнением Лолитой песни Моргенштерна

«Не способна»: Джигурда высказался о творческом потенциале Волочковой



Адвокат Горшков: арест блогера Била не остановит его от новых пранков

В регионах Центральной России продолжаются мероприятия в рамках ведомственной акции «Каникулы с Росгвардией»

Несколько авиарейсов в Томск задерживаются из-за тумана

Бизнесмен вакцинировался от суда // Дело об особо крупной растрате рассмотрят в заочном режиме


Интервью AppTime с компанией Innova: релиз Gran Saga в России, внутриигровая оплата и «Масленица» в корейской MMO

Семья сотрудника Улан-Удэнского ЛВРЗ одержала победу в федеральном конкурсе

Собянин рассказал о жизни Московского международного дома музыки

Певец Дмитрий Камский готовит к релизу новый сингл "Песня Земли"


Транссибирская магистраль | 12) Биробиджан

Собянин сообщил о планах по созданию пешеходных зон возле причалов Москвы

Владимирская область и Москва подписали контракт о создании нового производства

Новый утильсбор в России изменит цены на автомобили


Bloomberg: В НАТО увидели новую угрозу в российских ледоколах

Пепе Эскобар: Йемен, опозоривший флот США в Красном море, предложил Путину интересные варианты

Александр Немец: из Пекина в Москву пришло жесткое указание "Вон из Беларуси!"

Путин заверил Асада в поддержке РФ властей Сирии в отстаивании суверенитета





Источник 360.ru: 2 девушки попали в больницу после ДТП-перевертыша в Москве

«Человек — не хищник»: что такое модная карнивор-диета и можно ли ее соблюдать

Бизнесмен вакцинировался от суда // Дело об особо крупной растрате рассмотрят в заочном режиме

Волшебный гормон похудения: что есть для уменьшения объемов тела


Киевский режим идёт по пути создания всё новых провокаций

Кличко: любой шаг Зеленского чреват политическим суицидом

Усадьбу Зеленских в Киеве снесли несмотря на ее арест, прокуратура начала уголовное производство

Кличко снова разнёс Зеленского и предрёк ему политическое самоубийство


"Спартак" начал новый сезон РПЛ с поражения

«Спартак» проиграл в первом матче РПЛ под руководством тренера Станковича

Министр спорта Забайкалья принял участие во Всероссийском семинаре-совещании по вопросу перспектив развития спортивной отрасли в Москве

«Надеюсь, еще сыграю в НХЛ с Марченко и Воронковым»


Александр Немец: из Пекина в Москву пришло жесткое указание "Вон из Беларуси!"

В Белоруссии заявили, что Лукашенко может помиловать некоторых участников протестов



Собянин: Началось строительство подъездной дороги к станции Кокошкино МЦД-4

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин рассказал о создании пешеходных зон у причалов столицы

Собянин рассказал о жизни Московского международного дома музыки


Транссибирская магистраль | 12) Биробиджан

Новый утильсбор в России изменит цены на автомобили


Цены на аренду жилья в России выросли за год на 40%

Сломал кости. Поймали насильника 20-летней беременной девушки

ДОНАЛЬД ТРАМП И СПЕЦСЛУЖБЫ США ПОКЛОНЯЮТСЯ ГЕРБУ МОСКВЫ?! СЕНСАЦИОННЫЕ ОЧЕНЬ ВАЖНЫЕ ДАННЫЕ!

Новый утильсбор в России изменит цены на автомобили


Архангельская область в топе регионов по лесовосстановлению

АО «Транснефть - Север» обеспечивает надежность производственной инфраструктуры в четырех регионах

Собянин объявил о начале строительства станции метро "Рублево-Архангельское"

Спортсмен из сборной Архангельской области стал победителем масс-старте в Малиновке


Час духовности «Приняла крещенье Русь»

Выставка-персоналия «Замечательный русский беллетрист» к 250-летию со дня рождения М.Н.Загоскина, русского писателя и драматурга

Бойцовые собаки чуть не растерзали женщину в Севастополе

В г.Геленджике состоялся Открытый чемпионат Краснодарского края по фланкировке казачьей шашкой, 2024г


Новый утильсбор в России изменит цены на автомобили

«Контроль каждого сантиметра»: панда Катюша проверила качество уборки в вольере

ДОНАЛЬД ТРАМП И СПЕЦСЛУЖБЫ США ПОКЛОНЯЮТСЯ ГЕРБУ МОСКВЫ?! СЕНСАЦИОННЫЕ ОЧЕНЬ ВАЖНЫЕ ДАННЫЕ!

Томские спортсменки выиграли Кубок России по лапте












Спорт в России и мире

Новости спорта


Новости тенниса
Уимблдон

Журналисты раскрыли значение цветов наряда онкобольной Миддлтон на Уимблдоне






«Контроль каждого сантиметра»: панда Катюша проверила качество уборки в вольере

Депутат Журавлев назвал слова Зеленского о переговорах с РФ игрой на публику

Дахлалла: Более 500 тысяч солдат НАТО приведены в повышенную готовность

Игнатов: «Буду доволен только первым местом «Спартака» в РПЛ»