由爱荷华州立大学制作
插图显示了纳米材料如何与免疫系统B细胞上的受体连接，并帮助它们启动抗体产生
上面两个图显示了与免疫系统B细胞受体结合的抗免疫球蛋白抗体片段(棕色)(蓝色)
如果没有这些片段，胶束(球体)就不会与B细胞受体相互作用(左下方)
在片段存在的情况下，胶束连接片段和B细胞受体(右下角)，促进抗体的产生
信用:纳米疫苗研究所 研究人员最初的任务是弄清楚某些聚合物纳米材料是如何提供低炎症免疫反应的，同时又能够作为单剂疫苗的一部分来促进抗体的产生
一旦他们了解到这些只有20到300亿分之一米大小的纳米材料是如何作为疫苗辅助佐剂的，他们决定采取下一个科学步骤
这些微小的佐剂能把真实世界的抗原带到免疫系统的B细胞，并把它们变成分泌抗体的工厂吗？此外，这可能是生产实验室抗体用于诊断和治疗的替代方法吗？ 答案是肯定的
用这种技术进行的细胞培养实验产生了针对导致新冠肺炎病的冠状病毒和导致肺鼠疫的细菌的关键抗原的抗体
最初的观察和随后的发现表明，爱荷华州立大学纳米疫苗研究所的研究人员是如何从多个角度看待他们的研究的: “这是一个很好的例子，说明了关于抗体产生机制的基础研究发现和我们可能已经发明了一个新的抗体产生平台的转化效益之间的良性竞争，”纳米疫苗研究所所长巴拉吉·纳拉西姆汉(Balaji Narasimhan)说，他是爱荷华州安森·马斯顿杰出的工程学教授，也是弗拉斯塔·克利马·巴隆(Vlasta Klima Balloun)的教员主席
“纳米疫苗研究所正在燃烧蜡烛的两面
" 《科学进展》杂志最近发表了研究人员的发现
第一作者是苏亚塔·塞纳帕蒂，前爱荷华州化学和生物工程博士生
相应的作者是纳拉西姆汉和苏里亚·马拉普拉格达，爱荷华州安森·马斯顿杰出工程教授，研究副总裁，化学和生物工程教授卡罗尔·沃斯·约翰逊
(完整的研究团队见侧栏
) 美国国家卫生研究院下属的国家过敏和传染病研究所的拨款支持了研究人员的工作
它就像一个梯子 研究人员很清楚，这些纳米材料——根据研究人员的论文，“五嵌段共聚物胶束”——帮助B细胞开始产生抗体
(胶束是一种结构，由于其喜水或憎水的特性，当分子排列时，它会在水或油中自组装
) 塞纳帕蒂说:“从我们的研究中，我们很早就知道这些自组装胶束不同于其他类型的佐剂。”
“我们不知道的是它们产生这种独特的免疫反应背后的原因，对我来说，这是这个项目最有趣的部分
" Mallapragada说，研究人员能够定制纳米材料的化学性质，创造“具有附加功能的胶束”
" 根据这篇论文，这些功能之一是带正电荷的胶束与多种抗原结合并直接与B细胞上的受体相互作用的能力
B细胞受体的这种交联导致了更好的抗体产生和对疫苗增强的免疫反应
纳米疫苗研究所副所长、爱荷华州兽医微生物学和预防医学教授迈克尔·万内穆勒说:“这些胶束就像一个支架，将两种受体交联在一起。”
他说，这种交联牢固稳定，就像两端钩住的梯子，能有效刺激B细胞产生抗体
该论文称，这种细胞激活没有伴随其他疫苗佐剂的炎症反应，可能会产生“恰到好处的‘免疫反应’”，这可能对“为经常患有慢性炎症的老年人合理设计疫苗”至关重要
制造实验室抗体 现在，研究人员了解了胶束增强抗体的“幕后”机制，塞纳帕蒂说，他们想看看还能发现什么
她说:“接下来显而易见的一步是用一些现实世界病原体的抗原来检验我们的假设，看看这些胶束是否有可能用来产生针对它们的抗体。”
他们使用胶束支架将导致新冠肺炎的病毒新型冠状病毒和导致肺鼠疫的细菌鼠疫耶尔森氏菌的抗原提供给培养中的B细胞
该论文称，这些细胞开始产生针对这两种抗原的“实验室规模的治疗性抗体”，“进一步扩大了这些纳米材料的价值，以快速开发对抗传染病的对策。”
Wannemuehler说，这些抗体有可能被用于诊断检测试剂盒或治疗，例如已经开发出的治疗新冠肺炎的单克隆抗体
Narasimhan说:“产生抗体有不同的方法。”
“我们发现的方法是一种替代方法，如果推广到其他疾病，可能会非常有效
它可能是一个即插即用的平台
" 因为它是一种有效的疫苗佐剂和抗体生产者，该论文称，研究团队开发的纳米材料平台是“一种高度通用的工具，可用于开发针对新出现和重新出现的传染病的多种对策。”
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