Εμβόλιο Nuvaxovid: Τι είναι η νανοτεχνολογία;

Η νανοτεχνολογία αναδύεται με την ευκαιρία της κυκλοφορίας του νέου πρωτεϊνικού εμβολίου που χορηγειται έναντι του SARS-CoV-2. Τα λιπιδικά νανοσωματίδια (Lipid Nano Particles, LNPs)  έχουν χρησιμοποιηθεί ως δομικά συστατικά (καινοτόμα έκδοχα) του εν λόγω εμβολίου.

Τα λιπιδικά νανοσωματίδια τα ονομαζόμενα Lipid Nano Particles (LNPs), αναπτύχθηκαν και μελετήθηκαν για πολλές δεκαετίες και σε αυτά  εγκλωβίζεται το ευαίσθητο mRNA, σύμφωνα με τον καθηγητή του ΕΚΠΑ και Διευθυντή του Εργαστηρίου Φαρμακευτικής Τεχνολογίας Κωνσταντίνο Δεμέτζο.  Πρόκειται για αόρατα  νανο-οχήματα που χρησιμοποιούνται για τον εγκλωβισμό, την μεταφορά και παράδοση του mRNA στα κύτταρα και στην συνέχεια στα ριβοσώματα (οργανίδια των κυττάρων) στα οποία θα πραγματοποιηθεί η μετάφραση του mRNA και η παραγωγή της  πρωτεΐνης «ακίδας» η οποία θα ενεργοποιήσει την παραγωγή των αντισωμάτων  εναντίον του ιού.

Η τεχνολογία των LNPs τα οποία ομοιάζουν με τα λιποσώματα (liposomes), εμφανίζεται στη βιβλιογραφία από το 1974, και αναφέρεται η ανοσοενισχυτική τους δράση (Βιβλ. Allison, A.C and Gregoriadis, G, Nature, 252, 1974).  Επίσης ,από το 1990 αναφέρονται λιποσωμιακά προϊόντα, ενώ η βιβλιογραφία αναφέρεται σε προσπάθειες που εξελίσσονταν σχετικά με  τον εγκλωβισμό νουκλεϊνικών οξέων σε λιποσωμιακά ή λιπιδικά νανοσωματίδια, με στόχο την δημιουργία εμβολίων αλλά και νέων θεραπειών. Η σημαντική αλλά και συσσωρευμένη επιστημονική γνώση στην θεραπευτική νανοτεχνολογία σε συνδυασμό με τις εξελίξεις στην μοριακή γενετική,  οδήγησε στην ανάπτυξη του εμβολίου εναντίον του ιού SARS-CoV-2, σε σύντομο χρονικό διάστημα.

Άξια λόγου είναι και η τεχνολογία των virosomes (νανοσωμιακοί φορείς) που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή εμβολίων και κυκλοφορούν από την δεκαετία του 1990 εναντίον της γρίπης (στελέχη Α και Β) και της ηπατίτιδας Α. Τα virosomes είναι μη αντιγραφόμενοι τεχνητοί ιοί που χρησιμοποιούνται για να μεταφέρουν ιικά αντιγόνα.

Τα Νανοσωματιδια της κατηγορίας των Virus-Like Particles (VLPs) με μέγεθος σωματιδίων 20-100 nm, έχουν τις πρωτεΐνες και τα δομικά υλικά του καψιδίου του ιού, αλλά χωρίς να έχουν γενετικό υλικό, οπότε δεν πολλαπλασιάζονται και συνεπώς δε έχουν μολυσματικότητα για τον άνθρωπο.

Το εμβόλιο NVX-CoV2373  έναντι του SARS-CoV-2

Αναφέρεται  ως recombinant nanoparticle technology, δηλ. ανασυνδυασμένη νανοτεχνολογία. Το νανοεμβόλιο NVX-CoV2373 έχει αναπτυχθεί από την εταιρεία Novavax. Η μορφοποίηση του περιλαμβάνει την πρωτεΐνη «ακίδα» του ιού  και το ανοσοενισχυτικο Matrix-M^TM.  Το ανοσοενισχυτικό Matrix-M^TM είναι κατοχυρωμένο με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας στην εταιρεία Novavax  και έχει ως δομικό συστατικό το φυσικό προϊόν σαπωνίνη (fraction extract) από το φυτό  Quillaja saponaria Molina (Βιβλ. . Li X., et al.,  2018; Chung Y.H.,et al.,  2020 ; Tian J.H., et al.,  2021).

Το NVX-CoV2373 περιέχει ένα ανασυνδιασμένο νανοσωματίδιο (rSARS-CoV-2, ∼27.2 nm) και ένα νανο-ενισχυτικό. Η νανοπλατφόρμα δημιουργείται με αυτό-οργάνωση των συστατικών δηλ. της πρωτεΐνης «ακίδας» του ιού και έτσι δημιουργούνται νανο μικκυλιακές δομές (Εικόνα 3) οι οποίες «καθαρίζονται» μέσα σε κύτταρα baculovirus Spodoptera fruigiperda (Sf9) (Βιβλ. Tian et al., 2020).

Η χρήση των ανoσοενισχυτικών τα οποία μπορεί να είναι συνθετικά, ή  μπορούν να παραχθούν με την χρήση της γενετικής μηχανικής, ή είναι εκχυλίσματα ή φυσικά προϊόντα, είναι εξαιρετικά σημαντικός παράγοντας.

Εργαστήριο Φαρμακευτικής Νανοτεχνολογίας του ΕΚΠΑ

Το εργαστήριο της Φαρμακευτικής Νανοτεχνολογίας, δημιουργήθηκε το 2002. Το εργαστήριο παράγει πρωτογενή γνώση και αποτελέσματα τα οποία δημοσιεύονται σε διεθνή περιοδικά. Η ερευνητική δραστηριότητα του εργαστηρίου αφορά όχι μόνο στον σχεδιασμό και στην ανάπτυξη νανοφορέων  της κατηγορίας κυρίως των λιπιδικών νανοσωματιδίων για εγκλωβισμό φαρμακομορίων, αλλά και στον τρόπο αυτό-οργάνωσης τους σε δομές, με μορφολογίες οι οποίες συσχετίζονται με την λειτουργικότητα τους π.χ., σταθερότητα, ρυθμός αποδέσμευσης φαρμακομορίων, βιοφυσική και σε μεγάλο βαθμό εφαρμογή της θερμοδυναμικής. Επίσης εκτός από την πρωτογενή ερευνητική δραστηριότητα, το εργαστήριο συμμετέχει σε εφαρμοσμένη έρευνα σε συνεργασία με την Ελληνική Φαρμακευτική βιομηχανία, βοηθώντας στην ανάπτυξη θεραπευτικών προϊόντων.