محققان دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی واکسن قابل استنشاق برای مقابله با ویروس کرونا ساختند که می‌تواند توسط خود بیمار با استفاده از دستگاه تنفسی تزریق شود و تا سه‌ماه در دمای اتاق پایدار است. این فناوری پتنت شده، به شرکت اگزوم بیوتک (Xsome Biotech) فروخته شده تا مراحل تجاری‌سازی آن انجام شود.
واکسن استنشاقی ضدکرونا در مسیر تجاری‌سازی قرار گرفت
مکانیسم تحویل این واکسن، یک اگزوزوم مشتق شده از ریه به نام LSC-Exo است، که نشان داده شده نسبت به نانوذرات مبتنی بر لیپیدی که در حال حاضر مورد استفاده قرار می‌گیرند در فرار از پوشش مخاطی ریه موفق‌تر بوده و می‌تواند به طور موثر با واکسن‌های مبتنی بر پروتئین کار کند.
چنگ از محققان این پروژه می‌گوید: «چالش‌های متعددی در ارتباط با تحویل واکسن وجود دارد که می‌خواهیم به آن‌ها رسیدگی کنیم. اولاً، استعمال واکسن از طریق تزریق عضلانی در انتقال آن به سیستم ریوی کارآمدی کمی دارد و بنابراین می‌تواند اثربخشی واکسن را محدود کند. واکسن های استنشاقی فواید زیادی برای مصرف‌کننده خواهد داشت.»
وی می‌افزاید: «واکسن‌های mRNA در فرمول فعلی خود به نگهداری در محیط سرد و پرسنل پزشکی آموزش دیده برای تزریق نیاز دارند. واکسنی که در دمای اتاق پایدار است و می‌تواند توسط خود فرد تجویز شود، زمان انتظار برای بیماران و همچنین استرس بر حرفه پزشکی را در طول همه‌گیری کاهش می‌دهد. با این حال، فرمولاسیون جدیدی برای تحویل از طریق استنشاق نیاز دارد.»
اگزوزوم‌های آزاد شده توسط سلول‌های کروی ریه (LSCs) توسط محققان برای تحویل واکسن به ریه‌ها استفاده شد. این وزیکول‌های با اندازه نانو که به نام اگزوزوم شناخته می‌شوند، اخیراً به‌عنوان یک روش مؤثر دارورسانی شناخته شده‌اند.
ابتدا، محققان به بررسی این موضوع پرداختند که آیا LSC-Exo می‌تواند پروتئین یا «محموله» mRNA را در سراسر ریه‌ها منتقل کند. محققان توزیع و نگهداری LSC-Exo را با نانوذرات مشابه نانوذرات لیپیدی که در حال حاضر با واکسن‌های mRNA استفاده می‌شوند، مقایسه کردند. در مقاله ای در Extracellular Vesicle منتشر شد، محققان نشان دادند که نانوذرات مشتق شده از ریه در رساندن محموله mRNA و پروتئین به برونشیول‌ها و بافت عمیق ریه نسبت به ذرات لیپوزوم مصنوعی موثرتر هستند.
در مرحله بعد، محققان ذرات ویروس مانند (VLP) را با قسمت بیرونی LSC-Exo با بخشی از پروتئین اسپایک، معروف به دامنه اتصال گیرنده یا RBD تزئین کرده واین واکسن جدید را تولید و آزمایش کردند.
چنگ می‌گوید: «واکسن‌ها می‌توانند از طرق مختلف کار کنند. به عنوان مثال، واکسن‌های mRNA متنی را به سلول شما می‌رسانند که به آن دستور می‌دهد تا آنتی‌بادی‌هایی علیه پروتئین اسپایک تولید کند. از سوی دیگر، این واکسن VLP، بخشی از پروتئین اسپایک را به بدن معرفی می‌کند و سیستم ایمنی را تحریک می‌کند تا آنتی‌بادی‌هایی علیه پروتئین اسپایک تولید کند.»
در مدل‌های جوندگان، واکسن LSC-Exo تزئین شده با RBD (RBD-Exo) باعث تولید آنتی‌بادی‌های مخصوص RBD شد و جوندگان را پس از دو دوز واکسن از عفونت با SARS-CoV-2 محافظت کرد. علاوه بر این، واکسن RBD-Exo به مدت سه‌ماه در دمای اتاق ثابت ماند.
این مطالعه توسط مؤسسه ملی بهداشت و انجمن قلب آمریکا تأمین مالی شد. دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی پتنت این فناوری را به ثبت کرده و این حق اختراع به صورت انحصاری به شرکت اگزوم بیوتک، یک شرکت استارتاپ انشعاب یافته از دانشگاه ایالتی کارولینای شمالی داده شده است.
