Förbättra vaccinets effektivitet med metallorganiska nanopartiklar

Förbättra vacciner med metallorganiska nanopartiklar

Vacciner fungerar genom att på ett säkert sätt exponera kroppen för patogener, vilket ”lär” immunsystemet hur det ska reagera den dag det möter det faktiska sjukdomsframkallande viruset eller bakterien. Problemet är att immunsystemet för att kunna göra detta måste exponeras för en minsta mängd patogener eller fragment, vilket ibland kan vara svårt.

Av den anledningen använder traditionella vacciner adjuvanser som aluminium för att förstärka immunsystemets reaktion. Dessa kan dock orsaka oönskade biverkningar eftersom de stimulerar ALLA immunsvar, inte bara de som avses av vaccinet.

Ett forskarteam från MIT kan ha hittat en lösning för att öka vaccinets effektivitet genom att använda en ny typ av adjuvant som utnyttjar nanoteknologi. De använde en nanopartikel kallad ett metallorganiskt ramverk (MOF) som fungerar som en adjuvant och förstärker en specifik immunreaktion istället för en generell reaktion som med klassiska adjuvanser.

Forskningen involverade Robert Langer, en professor vid MIT Institute, och Dan Barouch, en professor vid Harvard Medical School.

Hur metallorganiska nanopartiklar fungerar

Den publicerade forskningsartikeln förklarar att de använde en MOF kallad ZIF-8, en zinkjon bunden till fyra molekyler av imidazol, en organisk förening. Detta är första gången mekanismerna för hur ZIF-8 fungerar har klargjorts.

Forskarna inbäddade SARS‑CoV‑2‑spikproteinet i strukturen av 100‑200 nm ZIF‑8‑partiklar, där den storleken möjliggör att de kan sväljas av makrofager eller ta sig in i lymfkörtlar. MOF‑partiklarna bryts ner och levererar det virala proteinet direkt till immunsystemet.

Källa: Science Advances

Alltså fungerar den i princip genom att rikta de virala partiklarna till immunsystemet för upptäckt istället för att överstimulera hela immunsystemet för att få det att upptäcka de virala partiklarna i blodomloppet. Att rikta in sig på virala partiklar skapade ett mycket specifikt dos‑beroende svar på COVID‑proteinet och en starkare reaktion än proteinet utan MOF.

Det som gör den särskilt användbar är att den efterliknar hur kroppen bygger immunitet mot viruset, där det nedbrutna viruset bryts ner i bitar och memoriseras för att skapa långvarig immunitet. Således finns det ur immunsystemets perspektiv liten skillnad mellan en ZIF‑8‑partikel och en riktig virion.

Källa: Science Advances

Vad är nästa steg för metallorganiska nanopartiklar och MOF‑vacciner?

Upptäckten av hur man kan använda MOF utan en adjuvant banade vägen för en helt ny generation av vacciner som kan vara säkrare och mer effektiva.

En annan fördel är att sådana vacciner som använder proteindelar är billigare och enklare att tillverka än RNA‑vacciner. Detta kan därför hålla traditionella vaccindesigner konkurrenskraftiga även mot de nya vågorna av mRNA‑vacciner under utveckling.

Nästa steg blir att genomföra ytterligare tester för att säkerställa ZIF‑8:s säkerhet nu när det har bevisats att den kan förstärka vaccinets effekt. Processer för massproduktion till rimlig kostnad måste också utvecklas.

En annan möjlighet är att ZIF‑8 inte är slutpunkten för MOF‑baserade vacciner. Liknande nanopartiklar kan ge en ännu starkare immuneffekt, en bättre säkerhetsprofil eller vara enklare och billigare att massproducera.

Aktier i vaccinföretag

1. Merck

Trots att det har slagits i totala intäkter de senaste åren av COVID‑19‑vaccinföretag, behöll Merck fortfarande #1‑platsen bland icke‑COVID‑19‑vaccinförsäljare. Bland dess bästsäljare finns anti‑HPV‑vaccinet (Human Papillomavirus) Gardasil, som genererade 8,8  miljarder dollar 2023, och explosiv intäktstillväxt de senaste tre åren.

Källa: Merck

Företaget planerar också att lansera ett nytt pneumokockvaccin med ett PDUFA‑datum satt för dess V116‑vaccine i juni 2024 samt fem andra vacciner i FoU‑pipeline.

Källa: Merck

Att förbättra vaccinernas effektivitet och minska behovet av adjuvanser som kan orsaka biverkningar kommer att vara av stort intresse för företag som Merck, som regelbundet har hanterat kontroverser kring sina vacciner, vilka kan orsaka vissa sällsynta sjukdomar, inklusive Gardasil.

Så, även om mRNA‑vacciner har varit mycket populära på grund av pandemin, är mer traditionella proteinbaserade designer långt ifrån förlegade och kan vara mycket lönsamma.

2. GSK

GSK är en annan tungviktare inom vaccintillverkning, särskilt med ett avancerat 5‑i‑1‑meningokockvaccin (för meningit) som genererade 1,1  miljarder dollar i intäkter 2022, även om det ännu inte är godkänt för den amerikanska marknaden.

Företaget arbetar också med att utöka sitt vaccinutbud. Dess RSV‑vaccine riktad mot vuxna i åldern 50‑59 år har godkänts i januari 2024, och är den första som blir tillgänglig för denna befolkningsgrupp. Fler vacciner är under utveckling, inklusive för:

• Bältros.
• Influensa.
• Meningokocksjukdomar.
• Pneumokocksjukdomar.
• Hepatit B
• Herpes simplex-virus

GSK förväntar sig att vaccinkategorin fortsätter att växa med en “Hög ensiffrig % CAGR”.

GSK:s fokus på infektionssjukdomar, genom vacciner och nya antibiotika, svarar på ett akut behov i samband med ökande antibiotikaresistens och nya epidemier. Företaget är också leverantör av adjuvanser eller tillverkningstjänster till andra företags vacciner, vilket placerar dem i en stark position att dra nytta av förbättringar i klassiska vacciner och producera dem i stor skala.

3. Sanofi

Sanofi (SNY ) är en annan stor ledare på vaccinområdet, med stark närvaro i det årliga influensavaccinet. Företaget är också ledande inom immunologi i stort, särskilt tack vare Duxipent, en anti‑allergisk behandling.

Källa: Sanofi Vaccines Investor Event

Sanofis FoU‑insatser bygger på både traditionella vaccinteknologier och mRNA‑vacciner. År 2025 förväntas de presentera minst fem “best‑in‑class”-kandidater för nya vacciner i fas 3 av kliniska studier.

Som ett resultat förväntar sig företaget att dess vaccinförsäljning ska växa till så mycket som över 10  miljarder dollar år 2030, främst genom ett fortsatt ledarskap inom influensa samt tillväxt i RSV, pneumokock och nya mRNA‑marknader.

Det arbetar också med innovativa immunologiska teknikplattformar, såsom antikropps‑läkemedelskombinationer, SYNTHORIN, och utnyttjande av kroppens naturliga mördarceller (NK‑celler), samt kombination av dessa med AI‑ och genomforskning.

Källa: Sanofi

Sanofi expanderar inom områden där vacciner ofta presterar dåligt, såsom spädbarn med ett omoget immunsystem. Företaget ser också på att utöka vaccinernas potential, särskilt genom att rikta in sig på akne.

Förbättring av effektiviteten, exempelvis genom att använda MOF för att skapa ett starkt immunrespons, kan bli en ny väg för företaget att leverera ännu bättre medicinsk prestanda, särskilt för sjukdomar eller situationer där vacciner historiskt har misslyckats med att fungera tillräckligt.