De effectiviteit van vaccins verbeteren met metaal‑organische nanodeeltjes

Vaccins verbeteren met metaal‑organische nanodeeltjes

Vaccins werken door het lichaam veilig bloot te stellen aan pathogenen, het immuunsysteem “les te geven” hoe te reageren op de dag dat het het daadwerkelijke ziekteverwekkende virus of de bacterie tegenkomt. Het probleem is dat het immuunsysteem hiervoor moet worden blootgesteld aan een minimale hoeveelheid pathogenen of fragmenten, wat soms moeilijk kan zijn.

Om deze reden gebruiken traditionele vaccins adjuvantia zoals aluminium om de reactie van het immuunsysteem te versterken. Deze kunnen echter ongewenste bijwerkingen veroorzaken omdat ze ALLE immuunreacties stimuleren, niet alleen die welke door het vaccin bedoeld zijn.

Een onderzoeksteam van MIT heeft mogelijk een oplossing gevonden om de effectiviteit van vaccins te verhogen door een nieuw type adjuvant te gebruiken dat nanotechnologie benut. Ze gebruikten een nanodeeltje genaamd een metaal‑organisch raamwerk (MOF) dat fungeert als adjuvant en een specifieke immuunreactie versterkt in plaats van een algemene reactie zoals bij klassieke adjuvantia.

Het onderzoek betrof Robert Langer, een professor van het MIT Institute, en Dan Barouch, een professor aan de Harvard Medical School.

Hoe metaal‑organische nanodeeltjes werken

Het gepubliceerde onderzoekspapier legt uit dat ze een MOF genaamd ZIF-8 gebruikten, een zinkion gekoppeld aan vier moleculen imidazool, een organische verbinding. Dit is de eerste keer dat de mechanismen van hoe ZIF-8 werkt zijn opgehelderd.

De onderzoekers embedden het SARS‑CoV‑2 spike‑eiwit in de structuur van 100‑200 nm ZIF‑8‑deeltjes, waarbij die grootte het mogelijk maakt dat ze door macrofagen worden opgeslokt of naar lymfeklieren kunnen gaan. De MOF‑deeltjes worden afgebroken, waardoor het virale eiwit rechtstreeks aan het immuunsysteem wordt geleverd.

Bron: Science Advances

Dus werkt het in wezen door de virale deeltjes naar het immuunsysteem te leiden voor detectie in plaats van het hele immuunsysteem te overstimuleren zodat het de virale deeltjes in de bloedbaan detecteert. Het richten op virale deeltjes creëerde een zeer specifieke dosis‑afhankelijke respons op het COVID‑eiwit en een sterkere reactie dan het eiwit zonder de MOF.

Wat het bijzonder nuttig maakt, is dat het nabootst hoe het lichaam immuniteit tegen het virus opbouwt, waarbij het verteerde virus in stukjes wordt afgebroken en wordt onthouden om langdurige immuniteit te creëren. Vanuit het perspectief van het immuunsysteem is er dus weinig verschil tussen een ZIF‑8‑deeltje en een echt virale deeltje.

Bron: Science Advances

Wat staat er op de agenda voor metaal‑organische nanodeeltjes en MOF‑vaccins?

De ontdekking van hoe MOF zonder adjuvant kan worden gebruikt, heeft de weg vrijgemaakt voor een geheel nieuwe generatie vaccins die veiliger en efficiënter kunnen zijn.

Een ander voordeel is dat dergelijke vaccins die eiwitsubeenheden gebruiken goedkoper en makkelijker te produceren zijn dan RNA‑vaccins. Dit zou traditionele vaccinsontwerpen competitief kunnen houden, zelfs tegenover de nieuwe golven van mRNA‑vaccins die in ontwikkeling zijn.

De volgende stap is verdere tests uitvoeren om de veiligheid van ZIF‑8 te waarborgen, nu bewezen is dat het vaccingeffecten kan versterken. Er moeten ook procedures worden ontwikkeld voor massaproductie tegen kostprijs.

Een andere mogelijkheid is dat ZIF‑8 niet het eindpunt is van MOF‑gebaseerde vaccins. Vergelijkbare nanodeeltjes zouden een nog sterkere immuunwerking kunnen vertonen, een beter veiligheidsprofiel, of makkelijker & goedkoper te massaproduceren zijn.

Aandelen van vaccinfabrikanten

1. Merck

Hoewel het de afgelopen jaren in totale omzet werd ingehaald door COVID‑19‑vaccinfabrikanten, behield Merck nog steeds de #1 positie onder verkopers van niet‑COVID‑19‑vaccins. Een van de bestverkopende producten is het anti‑HPV (humaan papillomavirus) vaccin Gardasil, brengt $8.8B in 2023, en explosieve omzetgroei in de afgelopen 3 jaar.

Bron: Merck

Het bedrijf is ook van plan een nieuw pneumokokkenvaccin te lanceren met een PDUFA‑datum vastgesteld voor zijn V116‑vaccin in juni 2024 en 5 andere vaccins in de R&D‑pipeline.

Bron: Merck

Het verbeteren van de efficiëntie van vaccins en het verminderen van de behoefte aan adjuvantia die bijwerkingen kunnen veroorzaken, zal van groot belang zijn voor bedrijven als Merck, die regelmatig met controverse rond hun vaccins te maken hebben gehad, die sommige zeldzame aandoeningen kunnen veroorzaken, waaronder Gardasil.

Dus, hoewel mRNA‑vaccins door de pandemie enorm in de belangstelling stonden, zijn meer traditionele op eiwitten gebaseerde ontwerpen nog lang niet voorbij en kunnen ze enorm winstgevend zijn.

2. GSK

GSK is another heavyweight in vaccine production, notably with een geavanceerd 5‑in‑1 meningokokkenvaccin (voor meningitis) dat $1.1B aan omzet opleverde in 2022, hoewel het nog niet is goedgekeurd voor de Amerikaanse markt.

Het bedrijf werkt ook aan de uitbreiding van zijn vaccinaanbod.Zijn RSV‑vaccin gericht op volwassenen van 50‑59 jaar is goedgekeurd in januari 2024, en is het eerste dat beschikbaar is voor deze populatie. Meer vaccins zijn in ontwikkeling, waaronder voor:

• Zostervaccin.
• Griep.
• Meningokokkenziekten.
• Pneumokokkenziekten.
• Hepatitis B
• Herpes simplex-virus

GSK verwacht dat de vaccincategorie zal blijven groeien met een “Hoge enkelcijferige % CAGR”.

GSK’s focus op infectieziekten, via vaccins en nieuwe antibiotica, beantwoordt een dringende behoefte in de context van toenemende antibioticaresistentie en nieuwe epidemieën. Het is ook leverancier van adjuvantia of productiediensten voor vaccins van andere bedrijven, waardoor het in een uitstekende positie zit om te profiteren van verbeteringen in klassieke vaccins en deze op schaal te produceren.

3. Sanofi

Sanofi (SNW.DE ) (SNY ) is een andere grote leider op de vaccinemarkt, met een sterke aanwezigheid in het jaarlijkse griepvaccin. Het is ook een leider op het gebied van immunologie in het algemeen, met name dankzij Duxipent, een anti‑allergische therapie.

Bron: Sanofi Vaccines Investor Event

Sanofi’s R&D‑inspanningen steunen zowel op traditionele vaccintechnologieën als op mRNA‑vaccins. Tegen 2025 verwacht het minstens 5 “best‑in‑class” nieuwe vaccinkandidaten te presenteren in fase 3 van klinische proeven.

Als gevolg hiervan verwacht het bedrijf dat de vaccinomzet zal groeien tot meer dan $10 miljard tegen 2030, voornamelijk door een voortdurende leidende positie in griep, en groei in RSV, pneumokokken en nieuwe mRNA‑markten.

Het werkt ook aan innovatieve immunologietechnologieplatformen, zoals antibody‑drug conjugaten, SYNTHORIN, en het benutten van de Natural Killer (NK)-cellen van het lichaam, evenals het combineren hiervan met AI en genomisch onderzoek.

Bron: Sanofi

Sanofi breidt zich uit in gebieden waar vaccins vaak ondermaats presteren, zoals bij zuigelingen met een onvolgroeid immuunsysteem. Het kijkt ook naar het vergroten van het potentieel van vaccins, met name door acne als doelwit te nemen.

Verbetering van de efficiëntie, zoals het gebruik van MOF om een sterke immuunrespons te creëren, zou een nieuw pad kunnen zijn voor het bedrijf om nog betere medische prestaties te leveren, vooral voor ziekten of situaties waarin vaccins historisch gezien niet adequaat presteerden.