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Carboxymethyl-beta-Glucan/Chitosan Nanopartikeln zur Übertragung von Antigenen

Verschiedene Polysaccharide wie Chitosan und β-Glucan besitzen immunologische Eigenschaften, die von Vorteil sind für Impfstoffadvujantien. Aus dem Grund wurden in der präsentierten Studie Chitosan und Carboxymethyl-β-Glucan als Nanopartikel kombiniert, als Impfstoffadvujant an das Modelantigen Ovalbumin gekoppelt und in vivo an einem Mausmodel untersucht.

CARBOXYMETHYL-BETA-GLUCAN/CHITOSAN-NANOPARTIKEL: NEUE THERMOSTABILE UND EFFIZIENTE TRÄGER FÜR DIE ÜBERTRAGUNG VON ANTIGENEN

Cordeiro AS, Farsakoglu Y, Crecente-Campo J, de la Fuente M, González SF, Alonso MJ. Carboxymethyl-β-glucan/chitosan nanoparticles: new thermostable and efficient carriers for antigen delivery. Drug Deliv Transl Res. 2021 Aug;11(4):1689-1702. doi: 10.1007/s13346-021-00968-9. Epub 2021 Apr 1. PMID: 33797035; PMCID: PMC8015750.

In den letzten Jahrzehnten hat sich die Impfstoffentwicklung hauptsächlich auf die Entwicklung von sicheren Antigenen und effizienteren Adjuvantien konzentriert. Adjuvantien werden benötigt um die Immunantwort des Körpers auf den Impfstoff zu verstärken. Die in der Covid-19 Pandemie genutzten RNA bzw. DNA Impfstoffe zum Beispiel benötigen Übertragungssysteme um das genetische Antigenmaterial den Immunzellen präsentieren. Aktuell werden in Impfstoffen vor allem Aluminium (alum) oder lipidbasierte Adjuvantien bzw. eine Kombination aus beiden benutzt.
Eine Alternative können partikelbasierte Adjuvantien bieten, die Antigene über lipidbasierte Mikro- und Nanopartikel übertragen. Diese haben die Vorteile Schutz gegen Abbau der Antigene, eine kontrollierte Übertragung und eine verbesserte Erkennung der Antigene über Antigen-präsentierende Zellen zu ermöglichen. Zudem können Träger auch so designt werden, dass sie Adjuvantien in ihrer Struktur einschließen um die Immunantwort zu erhöhen.
Verbessert kann die Erkennung der Immunzellen durch das Nutzen von natürlichen Polysacchariden wie z.B. β-Glucan und Chitosan. Durch das Vorkommen ähnlicher Strukturmuster wie in Bakterien und Viren können diese die Erkennung des Impfstoffes durch Immunzellen verbessern. Aus dem Grund wurden in der hier präsentierten Studie an der Entwicklung von Carboxylmethyl-β-Glucan/Chitosan-Nanopartikeln (CS:CMβG) gearbeitet und deren Fähigkeit zur Antigenübertragung untersucht. Dafür wurde das Modelantigen Ovalbumin (OVA) an die erzeugten Nanopartikel gebunden und in vivo in Mäusen injiziert um die Interaktion mit Immunzellen zu untersuchen. Zudem wurde die Immunantwort der OVA-NP im Mausmodell analysiert. Als Chitosan wurde hierfür das GMP-Chitosan HCl mit einem Deacetylierungsgrad von 80-95 % und einem Molekulargewicht von 47 kDa der Heppe Medical Chitosan GmbH verwendet.

ERGEBNISSE

  • Die Menge des Chitosan beeinflusste Partikelgröße, Polydispersionsindex (PdI) und Zeta-Potential, nur Partikel mit einem Überschuss an Chitosan (4:1, 2:1) hatten einen PdI˂0,2, eine kleine Größe und positive Ladungen
  • Produktionsausbeute von 85 %→ beide Polysaccharide sind erfolgreich in Nanopartikeln integriert wurden
  • CS:CMβG 2:1 wurde erfolgreich mit bis zu 6,7 % OVA gekoppelt, die OVA-NP wiesen eine Größe von 160-170 nm auf, ein Zeta-Potential von 30 mV und eine spherische Struktur
  • Nachweis über Western Blot, dass das Antigen nicht über die Bindung mit den NP beeinflusst wurde
  • Die Nanopartikel waren 2 Monate stabil bei 4 °C und wiesen keine Veränderung in der Antigenaktivität auf nach Gefriertrocknung und anschließender Lagerung bei 40 °C und 75 % Feuchtigkeit für 28 Tage
  • In vivo: ungeladene und geladene OVA-NP erreichten die Lymphknoten und aktivierten dendritische Zellen (DCs)
  • Im Vergleich mit freiem OVA, OVA-NP und alum-OVA wurden keine Unterschiede in der T-Zellaktivierung, der Interaktion mit antigenpräsentierenden Zellen und der Antikörperlevel beobachtet
  • Höhere Immunantwort bei antikörpersekretierenden Zellen für die OVA-NP im Vergleich zu freiem OVA

Zusammenfassung: In der präsentierten Studie wurden Chitosan und Carboxylmethyl-β-Glucan, zwei Polysaccharide mit immunologischen Eigenschaften, als Nanopartikel kombiniert und erfolgreich mit OVA gekoppelt. Diese konnten in vivo erfolgreich Lymphknoten, dendritische Zellen und T-Zellen aktivieren. Zudem wurde gezeigt, dass die Nanopartikel stabil bei einer Gefriertrocknung und einer anschließenden Lagerung über 28 Tage bei 40 °C blieben, was vorteilhaft ist bei einer späteren Lagerung und Verteilung des Impfstoffes. Link zu Artikel: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33797035/

chitosan, Nanopartikel, impfstoffe

Kongresse und Messen

Treffen Sie uns 2023 auf folgenden Messen:

  • EASO Winterschool 2023, Wittenberg, Deutschland, 15.02.-18.02.2023
  • EUCHIS 2023, Siglufjörður, Island, 11.-14.09.2023
  • EPNOE 2023, Graz, Österreich, 18.09.-22.09.2023
  • Asia Pacific Chitin and Chitosan Symposium 2023, Juju, Süd-Korea, 31.10.-03.11.2023

Zur Vereinbarung von Terminen, bitte kontaktieren Sie Frau Richter über sales(at)medical-chitosan.com

Kontakt

  • Heppe Medical Chitosan GmbH
    Heinrich-Damerow-Straße 1
    D-06120 Halle (Saale)
  • Tel.: +49 (0) 345 27 996 300
    Fax: +49 (0) 345 27 996 378
  • Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.

News

  • Rückblick auf drei Tage des wissenschaftlichen Austausches bei der EUCHIS in Siglufjörður

    HMC war vom 11. bis zum 14. September auf der EUCHIS 2023 in Siglufjörður im Norden Islands vertreten. Falls Sie uns dort nicht treffen konnten, lesen Sie hier unsere Highlights der Konferenz oder besuchen Sie uns noch bis zum 22. September auf der EPNOE in Graz.

  • Abbaubare Körperelektroden aus carboxyliertem Chitosan und Sulfobetain-Methacrylat

    Tragbare Elektroden, über welche vielfältige Körperfunktionen gemessen werden, verursachen elektronischen Abfall und müssen im Fall von Implantaten aufwändig entfernt werden. In der präsentierten Studie wird ein vollständig zersetzbares Materialgemisch mit Chitosan vorgestellt, welches auch bei hoher körperlicher Belastung Bewegung und Schweiß standhält.

  • Weltneuheit Chitosan Molekulargewichtsstandards!

    Auf der EUCHIS 2023 stellt HMC zum ersten Mal Chitosan-Standards vor. ,,Wir sind stolz darauf, endlich einen zuverlässigen Standard für die Molekulargewichtsanalyse anbieten zu können", sagt Katja Richter, Geschäftsführerin von Heppe Medical Chitosan. Das bedeutet, dass Forscher und Kunden Chitosane nicht mehr mit anderen Substanzen wie Pullulan oder PEG/PEO für die Molekulargewichtsanalyse vergleichen müssen. Jetzt können zuverlässige Chitosane verwendet werden. Keine Näherungswerte. Kein Nachdenken darüber, ob es die richtigen, zuverlässigen Ergebnisse sind. Verlässliche Chitosane für exzellente Forschung und hervorragende pharmazeutische Produkte. Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.

  • Aromatisches Derivat von Chitosan verbessert regenerative Eigenschaften

    Die antioxidativen, bakteriostatischen und antientzündlichen Eigenschaften von Chitosan sorgen dafür, dass es sehr gut für Anwendungen in der regenerativen Medizin wie Wundauflagen geeignet ist. In der präsentierten Studie wird ein über eine Schiffsche Base derivatisiertes Chitosan vorgestellt, welches diese Eigenschaften weiter verbessert.

  • Los geht’s mit der EUCHIS 2023!

    Nachdem unsere Chitosan-Krabbe die wunderschöne Landschaft Islands bereist hat, ist sie nun unterwegs Richtung Siglufjörður zur EUCHIS 2023. Wir freuen uns schon sehr darauf alle wiederzusehen und sind gespannt auf den wissenschaftlichen Austausch. Neben Chitosan und unserer Krabbe haben wir großartige Neuigkeiten im Gepäck. Seid gespannt!

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