新しいマルチプルエマルジョンは、そのバイオミメティックなデリバリーアプローチによって免疫力を強化した

A novel multiple emulsion enhanced immunity via its biomimetic delivery approach.

• Yongjuan Zou
• Nan Wu
• Chunyu Miao
• Hua Yue
• Jie Wu
• Guanghui Ma

抄録

ワクチン接種後に効果的な免疫を作り出すためには、抗原を効果的に捕捉し、抗原提示細胞（APC）に取り込ませる必要があります。天然の病原体のような特性を模倣したバイオミメティックデザインは、抗原送達のためのプラットフォームを提供してきた。しかし、病原体が効率的に内包されるための構造的な動的特性は、ほとんどのプラットフォームで無視されてきた。ここでは、キトサンヒドロゲルナノ粒子を内部に含む特殊なマルチプルエマルションを再設計し、病原体の構成上の柔軟性と変形上の柔軟性を模倣した。キトサン-抗原粒子の助けを借りて、新規エマルションは変形性を増幅させ、ワクチン細胞との接触領域を増加させた。さらに、抗原と刺激剤キトサンを含む取り込みシグナルをエンドサイトーシス中に持続的に曝露する構成変化により、APCへの抗原の効率的な送達が可能となった。また、対照群と比較して、抗原デポ効果の延長、汎用性の高い抗原提示、複数の免疫細胞の活性化、および顕著なアジュバント温存効果が得られた。その結果、細胞内エマルジョン製剤は、口蹄疫ウイルス（FMDV）に対する体液性および細胞性免疫、特にCTL応答を強力に誘導し、バイオセーフティ性を向上させることができました。本研究は、バイオミメティックの構造的な動的特性がワクチンと細胞の相互作用に及ぼすポジティブな影響を明らかにし、有望なFMDVワクチン候補を提供するものである。

To generate effective immunity post-vaccination, antigens need to be effectively captured and taken up by antigen-presenting cells (APCs) as a prerequisite. Biomimetic designs that mimic natural pathogen-like properties have provided platforms for antigen delivery. However, the structural dynamic properties of pathogens leading to their efficient internalization have been neglected in most platforms. Herein, we redesigned a special multiple emulsion with chitosan hydrogel nanoparticles inside, mimicking the configurational flexibility and deformational flexibility of pathogens. With the assistance of chitosan-antigen particles, the novel emulsion exhibited amplified deformability and the vaccine-cell contact zone was increased. Additionally, its configurational transitions, which offered sustained exposure of sheltered uptake signals including antigens and stimulator chitosan during endocytosis, resulted in efficient antigen delivery to APCs. Prolonged antigen depot effect, versatile antigen presentation, multiple immunocyte activation, and marked adjuvant-sparing effects were achieved as compared with those in the control groups. As a result, the intracellular emulsion formulation robustly induced both humoral and cellular immunity, especially CTL response, against the foot-and-mouth disease virus (FMDV) with improved biosafety. Our study highlights the positive impact of biomimetic structural dynamic properties on robust vaccine-cell interactions and provides a promising FMDV vaccine candidate.