Gesundheit

Forscher verfolgen einen Impfstoff, mit dem Ziel eine Achillesferse des coronavirus

Angetrieben von der COVID-19-Pandemie, eine der Colorado State University research-team verfolgt einen Impfstoff, würden vereiteln der Roman coronavirus über eine genetisch modifizierte form des bekannten probiotischen Lactobacillus acidophilus, ein Bakterium, das Häufig Einnahme in Joghurt und anderen Lebensmitteln für die Gesundheit des Darms.

Die positive Bakterium gedeiht, wo genau das neue coronavirus, SARS-CoV-2, treibt seine spike zu dringen in den Körper: die Schleimhaut. Es ist hier—vor allem in Gewebe von Nase, Mund, Rachen und Atemwege—, dass der Erreger Eintrag gewinnt und bricht in Wirtszellen, woraufhin zellulären Veränderungen, die trigger-Krankheit.

Das CSU-team hat entdeckt, dass eine technisierte form der L. acidophilus hält Versprechen in der Orchestrierung der Immunität und verhindert, dass die unheilvolle Verschmelzung von virus und Wirtszelle an zwei wichtigen Standorten auf der invader s-spike-protein. Diese Punkte Betrag auf ein Achilles‘ Ferse—eine virale Schwachstelle, die ausgenutzt werden könnten, zu vermeiden, die tödliche Erkrankung der Atemwege COVID-19.

Coronavirus spike-Proteine, die Infektion initiieren, Projekt aus der äußeren Schicht der einzelnen kugelförmigen Erreger, wodurch das virus seine charakteristischen kannelierten Krone oder Korona.

„Lactobacillus acidophilus ist ein Organismus, der die Fähigkeit zu modulieren, das Immunsystem stärkt, so dass wir versuchen zu nutzen, dass mit einem Impfstoff-Strategie direkt an den Schleimhaut-Oberflächen,“ Gregg Dekan, Studienleiter, sagte. Er ist professor und Leiter der CSU-Abteilung für Mikrobiologie, Immunologie und Pathologie. „Wir sind in der Auswahl zwei bestimmte stellen des spike-proteins mit der kritischen Funktion, die wirklich repräsentieren eine Achillesferse für das virus. Wenn wir blockieren, die Funktion, das virus kann sich nicht mehr binden an eine Ziel-host-Zelle.“

Deans Fokus auf COVID-19 begann so: Er erhielt vor kurzem eine $3,5 Millionen Zuschuss von der National Institutes of Health arbeiten an einem Impfstoff gegen das humane rotavirus, eine Familie von Krankheitserregern unterscheidet sich von Coronaviren, die auch den Angriff auf die Schleimhäute. Inzwischen hat er verfolgt einen Impfstoff gegen das feline coronavirus in der Forschung unterstützt, die von der Morris Animal Foundation. Wenn der COVID-19-Pandemie abgefackelt, Dean ‚ s-research-team sofort geschwenkt. Die Wissenschaftler kombinierten expertise zu vereiteln coronavirus-Infektion in Menschen mit einem Impfstoff Methode, die angewendet werden könnten, auf mehrere Arten; er hat beantragt, zusätzliche Mittel aus dem NIH.

„Es zeigt, wie wichtig es ist, dass diese Forschungsprojekte im Gange, so können wir auf dem Boden ausgeführt gegen auftauchende Viren,“ sagte Allison Vilander, ein Mitglied des research-Teams und ein assistant professor in der CSU der Abteilung von Mikrobiologie, Immunologie und Pathologie.

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Dem team gehören auch Tony Schountz, associate professor und Experte in der Zoonose-Viren, die übertragen vom Tier auf den Menschen; es ist eine Kategorie, unter die SARS-CoV-2 und anderen tödlichen Coronaviren. Mitarbeiter an der North Carolina State University auch einen Beitrag

Angesichts Dean ‚ s gleichzeitige Untersuchung von Coronaviren von Menschen und Katzen, mag es nicht verwundern, dass er ein Tierarzt, eine Berechtigung im Besitz einer Reihe von biomedizinischen Forscher an der Colorado State. Die Anwendbarkeit von Tiermedizin zu Humanmedizin ist bekannt unter Tierärzte und ist eine wichtige Quelle der CSU-Kompetenz im Bereich der Infektionskrankheiten. Das know-how stammt von der Schule in die frühen Tage, als der Gründer der Colorado State veterinary Programm konzentrierte sich auf Tuberkulose verabschiedet von Milchkühen, um die Menschen durch nicht pasteurisierte Milch und butter.

Da die Wissenschaft Fortschritte gemacht hat, die Beziehungen zwischen Mensch und Tier Medizin gewachsen sind klarer und werden erweitert durch die Ein Gesundheit-Bewegung. Bedenken Sie: Einige der weltweit Krankheitserreger—Coronaviren unter Ihnen—springen vom Tier auf den Menschen, Bedeutung, müssen Wissenschaftler verstehen die Rolle der Tiere in der übertragung, beginnend auf der molekularen Ebene. Darüber hinaus, alle medizinischen Technologien, die für Menschen konzipiert, muss zuerst nachgewiesen werden, die in Tier-Modellen zu gewinnen Eidgenössische Genehmigung. Und Neuerungen zur Bekämpfung von Krankheit—Diagnose-tools, Behandlungen und vorbeugende Maßnahmen—oft sind ähnlich oder identisch in Mensch und Tier.

Bei der CSU, die Heimat der No. 3-Veterinär-Schule in der nation, die biomedizinische expertise geht tief in die Tierische und menschliche Gesundheit. „Ich kenne keine andere institution, die mit dieser Art von portfolio,“ sagte Sue VandeWoude, ein bedeutender Veterinär-Forscher und Direktor der CSU ist Eine Gesundheits-Initiative.

Für Dean, der COVID-19-Ausbruch stellt dringenden Herausforderungen in der Forschung, deren Lösungen möglicherweise angewendet werden könnte, in zwei kritischen Bereichen.

„Coronaviren sind allgegenwärtig. Viele Arten erwerben, so dass Sie schon eine tierärztliche Sorge für Jahrzehnte,“ Dean bemerkte. „Das feline coronavirus ist sehr ähnlich zu der COVID-19 virus derzeit, die Menschen in, wie es geht in einer Bevölkerung und wie haben Sie das Ausmaß der Krankheit aus dem nichts zu sehr verheerend. Es wurden zahlreiche versuche zur Entwicklung eines Impfstoffes gegen die feline, und Sie nicht gearbeitet haben. Aber im Laufe der Forschung haben wir eine Menge gelernt, und das hat uns dazu veranlasst, diese Strategie für einen menschlichen Impfstoff.“

Ein weiterer CSU-team unter der Leitung von Ray Goodrich, executive director der University Infectious Disease Research Center, untersucht, einen separaten Impfstoff-Strategie—mit UV-Licht und riboflavin, besser bekannt als vitamin B2, um die Inaktivierung der neuen coronavirus. Goodrich hat erfolgreich die photochemische innovation zur Verringerung von Krankheitserregern und verhindern die übertragung von Krankheiten durch Blut und Blutprodukte verwendet für Transfusionen. Bei Anwendung auf einen Impfstoff, der Technik erreichen würde, was Goodrich als „Sterilisierung Immunität“ gegen die eindringenden coronavirus.

Beide Impfstoff-Projekte sind Teil einer Vollgas-wissenschaftliche schieben, spielen in Labors rund um die Welt, entwickeln sich zu den ersten erfolgreichen und vollständig zugelassenen Impfstoff gegen COVID-19. Zwei Impfstoff-Kandidaten, mit NIH-Unterstützung, eingetragen menschlichen experimentellen Studien auf März 16. Dutzende weitere sind in der pipeline für die Bewertung von Sicherheit und Wirksamkeit, die Zeitschrift Science berichtete in dieser Woche. Noch, den Prozess bringen einen Impfstoff auf den Markt wahrscheinlich 18 Monate, da umfangreiche Tests und klinische Studien.

„Jeder Impfstoff Idee ist ein moonshot“, sagte Dean, die bereits seit Jahrzehnten auf Impfstoffe gegen das humane Immundefizienz-virus, für die es noch keinen Impfstoff. „Die überwiegende Mehrheit der Impfstoff Untersuchungen sind zu Versagen, so ist es wichtig, dass wir viele Wissenschaftler, die auf diese dringenden gesundheitlichen Probleme. Auch wenn Impfstoffe nicht auf den Markt kommen, generieren wir neues wissen angewendet werden kann zu anderen emerging infectious diseases.“

Auch als Impfstoff-Forschung stürmt, Wissenschaftler in öffentlichen und privaten Bereichen sind Rennen zu identifizieren, die Diagnose -, überwachungs-tools und antivirale Behandlungen zu kämpfen COVID-19—in vielen Fällen arbeiten zur Anwendung von bestehenden Medikamenten und Technologien, um die neuen Gesundheits-Krise.

Dutzende von CSU-Wissenschaftler sind an der Jagd, Vice President für Forschung Alan Rudolph sagte. Sein Büro hat kanalisiert über 1 million $in seed-Finanzierung von prime COVID-19 Projekte, die Versprechen halten, die in Reaktion auf die Pandemie, sagte er.

„Es ist eine sehr eindrucksvolle portfolio der Ausbruch Forschungs-und Reaktion“, sagte Rudolph, der zusammen mit Politik, Partnern aus der Wirtschaft, und andere zu nutzen, Colorado State umfassendes know-how im Bereich der Infektionskrankheiten.

Zusätzlich zu seiner wissenschaftlichen Kenntnisse, die Universität bietet Forschung und Entwicklung Einrichtungen kritisch zu kämpfen auftauchende Infektionskrankheiten. Dazu gehören Biosafety Level 3 Labor-Räume, um sicher zu enthalten potenziell gefährliche Erreger bei der Forschung und Entwicklung; und BioMARC, Fertigungs-und Test-center in der Lage, Therapien, Impfstoffe und diagnostische Produkte in einer sicheren und Staatlich geprüft-Anlage.

Aber gut, bevor ein Impfstoff hergestellt werden kann, muss ein Kandidat sein, entwickelt an den Labortisch. Dean ‚ s Projekt beginnt mit der Untersuchung des komplexen Prozesses, initiiert von der SARS-CoV-2 spike-protein, das startet virale Infektion mit der Effizienz eines morning star, die mittelalterliche Waffe mit einem Verbot von Spike ball.

Viele Impfstoff-Untersuchungen Ziel der coronavirus spike protein. Doch versuche, es zu aktivieren Immunität basiert auf der vollen Länge des spike das Risiko, dass die Steigerung der Infektion, anstatt es aufzuhalten.

Aus diesem Grund Dean und seine Mitstreiter mithilfe von CRISPR-Cas9-gen editing-Technologie zu modifizieren, L. acidophilus, verwandelt sich das Bakterium in eine Droge induziert die Reaktion des körpereigenen Immunsystems bei und verhindern die fusion des virus an die Wirtszelle an zwei spezifischen sites auf dem protein spike. Die Strategie vermeidet das Potenzial für die Förderung von Antikörpern, die könnte sich weiter verschärfen, Infektion und Erkrankung, sagte Dean.

„Wir sind dabei, ein chirurgischer Schlag gegen das spike-protein Ziel dieser zwei wichtigen Funktionen, während die Vermeidung von teilen des viralen proteins, die sind bekannt, dass die Verbesserung der Reaktion,“ sagte Dean, während er seine Forschung an der CSU Regionalen Biocontainment Labor. Hier sind die Ermittler arbeiten mit SARS-CoV-2 in biosecure Labors.

„Viren sind sehr schlau,“ fügte er hinzu. „Wir sind immer wieder Fragen, „Was sind die Bereiche, die wir schlagen können, dass Sie möglicherweise nicht in der Lage zu reagieren?'“

Die gentechnisch veränderten Mikroorganismen der Untersuchung ist nicht das gleiche probiotische Menschen suchen in Joghurt, kombucha und andere fermentierte Lebensmittel zur Unterstützung der Verdauung.

Doch selbst wenn verändert für die Verwendung als ein Medikament zur Bekämpfung von viralen Infektionen, die das Bakterium bietet Vorteile, sagte Dean. Die Impfstoff-Plattform gilt als sicher und könnte geliefert werden, die oral in form einer Kapsel, zum Beispiel; könnte es sein, kostengünstig hergestellt werden und würde nicht verlangen, Kältetechnik, sagte er.

Ebenso wichtig ist, dass der Impfstoff verwendet werden könnte, um abzuwehren Infektion, die durch eine Vielzahl von Erregern—einschließlich entstehender Coronaviren, wie jene, löste Ausbrüche von Middle East Respiratory Syndrome in 2012 und Schweren Akuten Respiratorischen Syndroms im Jahre 2002.