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Consegna mirata di farmaci: vaccinazione attraverso la pelle senza dolore

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Nuovi vaccini per la vaccinazione attraverso la pelle

I ricercatori sono riusciti a sviluppare ulteriormente le nanoparticelle in modo che possano essere assorbite dalle cellule della pelle umana. Con questa nuova tecnologia, i vaccini mirati potrebbero ora essere introdotti nelle cellule della pelle.

Protezione contro le malattie

Le vaccinazioni sono un rimedio estremamente efficace per varie malattie infettive. Finora, un ago è sempre stato collegato alla vaccinazione. Ma anni fa, gli scienziati hanno riferito che in futuro potrebbe essere possibile somministrare vaccini attraverso la pelle. In effetti, alcuni scienziati australiani sono recentemente riusciti a sviluppare uno strumento che dovrebbe consentire la vaccinazione indolore senza ago. I ricercatori tedeschi stanno ora segnalando nuovi risultati su come i vaccini potrebbero essere somministrati attraverso la pelle.

Le nanoparticelle si sono ulteriormente sviluppate

I ricercatori del Max Planck Institute for Colloids and Interfaces di Potsdam sono riusciti a sviluppare nanoparticelle in modo che possano essere assorbite da speciali cellule della pelle umana.

Come spiegato in una comunicazione dell'istituto, queste cosiddette cellule di Langerhans coordinano la risposta immunitaria e avvisano il corpo quando patogeni o tumori compaiono nell'organismo.

Secondo gli esperti, questa nuova piattaforma tecnologica potrebbe ora essere utilizzata per introdurre sostanze attive, come vaccini o medicinali, nelle cellule di Langerhans al fine di ottenere una risposta immunitaria controllata.

Reazione a tutto il corpo

Secondo gli scienziati, la pelle è un luogo particolarmente attraente per l'applicazione di molti farmaci che influenzano il sistema immunitario.

Le cellule bersaglio adatte sono solo pochi micrometri sotto la loro superficie nella pelle. Le cellule di Langerhans si trovano in questo strato superiore di pelle, l'epidermide.

Dopo l'applicazione locale di un ingrediente attivo, queste cellule possono causare una reazione in tutto il corpo del paziente.

Esperti anti-germi

Per lo sviluppo di un rilascio mirato di farmaci che consegna i farmaci direttamente alle cellule di Langerhans, viene utilizzata la loro funzione naturale:

Come cellule professionali che presentano antigeni, riconoscono i patogeni, li assorbono e presentano componenti di questi agenti patogeni alle cellule effettrici del sistema immunitario, le cellule T.

Per il rilevamento e l'assorbimento, le cellule di Langerhans utilizzano recettori sulla loro superficie che scansionano l'ambiente alla ricerca di agenti patogeni. In questo modo, i patogeni sono riconosciuti dalle strutture zuccherine che portano sulla loro superficie.

Langerin, una proteina della famiglia delle lectine di tipo C, è un tale recettore sulle cellule di Langerhans e viene utilizzato per rilevare virus e batteri.

L'espressione specifica di Langerin sulle cellule di Langerhans consente il trasporto mirato di agenti terapeutici per minimizzare gli effetti collaterali allo stesso tempo.

Il team di ricerca attorno al Dr. Christoph Rademacher presso il Max Planck Institute for Colloid and Interfacial Research è stato ora in grado di sfruttare la conoscenza dei meccanismi di riconoscimento sottostanti con risoluzione atomica.

Gli scienziati sono riusciti a sviluppare una sostanza sintetica simile allo zucchero che ora si lega specificamente a Langerin sulla superficie delle cellule di Langerhans.

In collaborazione con un team scientifico del Laboratory for Langerhans Cell Research dell'Università medica di Innsbruck, sono state sviluppate nanoparticelle che possono essere assorbite nelle cellule della pelle umana di Langerhans attraverso questa interazione.

I ricercatori stanno gettando le basi per ulteriori sviluppi, ad esempio per consegnare i vaccini direttamente alle cellule immunitarie attraverso la pelle, che sono successivamente responsabili dell'attivazione del sistema immunitario di tutto il corpo.

Sulla base di questi risultati, in futuro potrebbero essere sviluppati nuovi vaccini contro le infezioni o le immunoterapie per il trattamento del cancro o delle malattie autoimmuni.

I risultati dei ricercatori sono stati pubblicati sulla rivista "ACS Central Science".

Le cellule di Langerhans possono attivare il sistema immunitario

Il punto di partenza è stato il lavoro di Ralph M. Steinman (Premio Nobel 2011) e di altri scienziati che hanno mostrato il potenziale delle cellule dendritiche. Le cellule di Langerhans sono una di queste e sono in grado di innescare una risposta immunitaria.

Questi risultati sono stati successivamente sviluppati per l'uso nella terapia del cancro e si potrebbe dimostrare che una risposta immunitaria può essere ottenuta tramite antigeni introdotti artificialmente.

I lavori successivi lo hanno confermato e hanno anche dimostrato che le cellule umane di Langerhans sono anche in grado di attivare il sistema immunitario, che è particolarmente interessante per lo sviluppo del vaccino attraverso la pelle.

Sarebbe auspicabile una consegna mirata di immunomodulatori alle cellule di Langerhans. Tuttavia, questo è spesso reso difficile o addirittura impedito dal complesso ambiente della pelle, specialmente dai fagociti concorrenti, i macrofagi, in questo tessuto.

Le sostanze attive che non possono più raggiungere le cellule di Langerhans possono portare a effetti collaterali indesiderati se assorbite nelle cellule vicine.

Legando attraverso zuccheri sintetici

Sulla base dei risultati per identificare i ligandi di zucchero naturali di Langerin, il gruppo guidato dal Dr. Christoph Rademacher ha sviluppato un ligando artificiale che si lega specificamente al Langerin sulle cellule di Langerhans.

A tal fine, gli zuccheri sintetici sono stati prodotti in laboratorio e le loro interazioni con il recettore sono state esaminate mediante spettroscopia di risonanza magnetica nucleare.

Usando questo metodo, i ricercatori sono stati in grado di determinare quali atomi del ligando interagiscono con quali porzioni del recettore. Usando questo approccio basato sulla struttura, hanno poi raggiunto una connessione che poteva essere ancorata e testata su nanoparticelle.

Queste particelle sono liposomi che sono stati utilizzati in clinica per molti anni come portatori di vari ingredienti attivi senza il ligando.

La differenza rispetto ai sistemi esistenti è che il ligando simile allo zucchero consente un legame specifico con le cellule di Langerhans.

Le ricerche su queste cellule immunitarie sono state condotte in collaborazione con il gruppo di ricerca di Assoz. Prof. Patrizia Stoitzner nel laboratorio di ricerca cellulare Langerhans presso l'Università di Medicina di Innsbruck.

La cooperazione tra i due gruppi è stata in grado di dimostrare che l'assorbimento specifico dei liposomi è mantenuto anche nel complesso ambiente delle cellule della pelle umana. Sono stati utilizzati i metodi di citometria a flusso e microscopia confocale.

Queste particelle liposomiali possono ora rappresentare una piattaforma di uso generale che i ricercatori dell'MPI per la ricerca colloidale e di interfaccia possono utilizzare per sviluppare nuovi vaccini in futuro. (anno Domini)

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Video: Reazioni avverse al vaccino Effetti collaterali della vaccinazione. (Agosto 2022).