Nổi bật
– Tomatine, một sản phẩm tự nhiên, hoạt động như một chất phụ gia đa chức năng, tăng cường sự hấp thụ và biểu hiện kháng nguyên của vắc-xin mRNA.
– Các liposome dựa trên tomatine (T-LPX) tăng cường sự hấp thụ của tế bào дендритические thông qua nội nuốt qua hanglin và tăng cường dịch chuyển mRNA thông qua việc điều chỉnh tăng DExH-box helicase 29.
– Tomatine kích hoạt đường dẫn tín hiệu NOD-like receptor, thúc đẩy tiết IFN-γ và điều chỉnh tăng các phân tử đồng kích thích CD80 và CD86 ở tế bào дендритические.
– Vắc-xin mRNA được tăng cường bằng tomatine thể hiện hoạt tính chống khối u mạnh mẽ trong mô hình chuột và miễn dịch thể dịch và tế bào bền vững chống lại SARS-CoV-2.
– Hiệu ứng chất phụ gia đa dạng của tomatine mở rộng qua các chất vận chuyển nano khác nhau và kháng nguyên, chỉ ra tiềm năng chuyển đổi rộng rãi.
Nền tảng nghiên cứu
Vắc-xin mRNA (mRNA) đã nhanh chóng trở thành một nền tảng biến đổi trong liệu pháp miễn dịch và phòng ngừa bệnh truyền nhiễm. Khả năng kích thích phản ứng miễn dịch thích ứng mạnh mẽ của chúng phụ thuộc vào việc giao hàng mRNA hiệu quả trong tế bào, dịch chuyển hiệu quả thành protein kháng nguyên và kích hoạt mạnh mẽ miễn dịch bẩm sinh định hình phản ứng thích ứng phía sau. Mặc dù có những thành công gần đây, bao gồm vắc-xin SARS-CoV-2, việc tăng cường biểu hiện kháng nguyên và kích hoạt miễn dịch bẩm sinh thông qua chất phụ gia đơn giản, tương thích sinh học vẫn là một thách thức.
Tomatine—một hợp chất glycoalkaloid tự nhiên được chiết xuất từ cà chua—có hoạt tính sinh học và đặc tính điều hòa miễn dịch. Tuy nhiên, vai trò của nó trong nền tảng vắc-xin mRNA chưa được làm rõ. Nghiên cứu này của Xiao et al. nhằm điều tra xem tomatine có thể phục vụ như một chất phụ gia đa chức năng để đồng thời tăng cường dịch chuyển mRNA và kích hoạt miễn dịch bẩm sinh, từ đó tăng cường hiệu quả vắc-xin trong cả liệu pháp miễn dịch ung thư và bệnh truyền nhiễm hay không.
Thiết kế nghiên cứu
Nghiên cứu thí nghiệm này đã tích hợp tomatine vào các chất vận chuyển nano phổ biến—liposome (tạo thành T-LPX) và hạt nano lipid (LNPs)—để giao hàng mRNA mã hóa kháng nguyên khối u hoặc protein SARS-CoV-2. Các đánh giá chính trong vitro bao gồm nghiên cứu sự hấp thụ trong tế bào дендритические, đánh giá hiệu suất dịch chuyển mRNA và hồ sơ kích hoạt đường dẫn tín hiệu miễn dịch bẩm sinh. Hiệu quả in vivo được đánh giá trong mô hình chuột của khối u (E.G7-OVA lymphoma) và tiêm vắc-xin SARS-CoV-2, tập trung vào tính miễn dịch và phản ứng chống khối u hoặc chống vi-rút.
Các phân tích cơ chế điều tra các đường dẫn nội nuốt điều khiển sự hấp thụ chất vận chuyển mRNA, điều chỉnh các helicase RNA liên quan đến dịch chuyển và kích hoạt các receptor miễn dịch bẩm sinh, đặc biệt là các receptor nucleotide-binding oligomerization domain (NOD)-like receptors (NLRs). Các dấu hiệu kích hoạt miễn dịch chính bao gồm tiết interferon-γ (IFN-γ) và biểu hiện các phân tử đồng kích thích CD80 và CD86 trên tế bào дендритические.
Kết quả chính
Tăng cường sự hấp thụ và dịch chuyển mRNA: Việc tích hợp tomatine vào liposome tạo ra các hạt T-LPX có khả năng hấp thụ đáng kể bởi tế bào дендритические. Sự hấp thụ này được điều khiển thông qua nội nuốt qua hanglin, một con đường giúp giao hàng hiệu quả trong tế bào. Tomatine cũng điều chỉnh tăng biểu hiện DExH-box helicase 29 (DHX29), một helicase RNA chủ nhà biết đến việc tăng cường dịch chuyển mRNA, dẫn đến biểu hiện kháng nguyên mã hóa từ mRNA tăng đáng kể.
Kích hoạt miễn dịch bẩm sinh: Tomatine kích hoạt mạnh mẽ đường dẫn tín hiệu NOD-like receptor trong tế bào дендритические. Sự kích hoạt này tạo ra môi trường viêm mạnh mẽ, đặc trưng bởi tiết IFN-γ tăng và biểu hiện bề mặt tăng của CD80 và CD86, các phân tử đồng kích thích quan trọng chuẩn bị đáp ứng tế bào T. Hiệu ứng kép trên dịch chuyển và tín hiệu bẩm sinh cộng hưởng tăng cường hiệu quả trình diện kháng nguyên.
Hiệu quả chống khối u: Khi tải mRNA mã hóa kháng nguyên khối u, T-LPX gây ra phản ứng miễn dịch thích ứng mạnh mẽ trong chuột mang khối u E.G7-OVA, dẫn đến ức chế đáng kể sự phát triển khối u. Những kết quả này nhấn mạnh tiềm năng sử dụng vắc-xin mRNA được tăng cường bằng tomatine trong liệu pháp miễn dịch ung thư bằng cách cải thiện cả biểu hiện kháng nguyên và kích hoạt miễn dịch.
Ứng dụng trong tiêm vắc-xin bệnh truyền nhiễm: Hiệu ứng chất phụ gia của tomatine mở rộng vượt quá liposome đến các công thức LNP và áp dụng với các kháng nguyên khác nhau. Một vắc-xin mRNA dựa trên LNP chống SARS-CoV-2 tích hợp tomatine gây ra miễn dịch thể dịch và tế bào bền vững, đề xuất tiềm năng rộng rãi trong các chiến lược miễn dịch bệnh truyền nhiễm.
An toàn và tiềm năng chuyển đổi: Mặc dù dữ liệu an toàn chi tiết không được nhấn mạnh, việc sử dụng tomatine tự nhiên cung cấp hồ sơ tương thích sinh học thuận lợi cùng với khả năng miễn dịch tăng cường. Sự chứng minh hiệu quả chéo nền tảng với các chất vận chuyển nano khác nhau tăng cường tính liên quan chuyển đổi cho phát triển vắc-xin mRNA lâm sàng.
Bình luận chuyên gia
Các kết quả của Xiao et al. đại diện cho một bước tiến có ý nghĩa trong nghiên cứu chất phụ gia vắc-xin mRNA bằng cách xác định tomatine là một chất tăng cường tự nhiên, đa chức năng có khả năng tăng cường cả biểu hiện kháng nguyên và kích hoạt miễn dịch bẩm sinh. Cơ chế kép—tăng cường dịch chuyển mRNA trong tế bào thông qua điều chỉnh tăng DHX29 và kích thích các đường dẫn tín hiệu NOD-like receptor—cung cấp cơ sở sinh học hợp lý cho các phản ứng miễn dịch thích ứng vượt trội được quan sát.
Nghiên cứu này giải quyết một thách thức quan trọng trong thiết kế vắc-xin mRNA: tối ưu hóa sự tham gia miễn dịch bẩm sinh mà không làm giảm hiệu suất dịch chuyển. Các chất phụ gia truyền thống có thể gây viêm nhưng đôi khi ức chế dịch chuyển mRNA. Khả năng của tomatine để đồng thời tăng cường cả hai khía cạnh đặt nó vào vị trí là một ứng cử viên chất phụ gia đầy hứa hẹn với nền tảng cơ chế mạnh mẽ.
Hạn chế bao gồm việc khám phá không đầy đủ về an toàn dài hạn và khả năng miễn dịch bệnh lý liên quan đến kích hoạt NLR kéo dài. Ngoài ra, mặc dù các mô hình chuột cung cấp bằng chứng khái niệm, việc kiểm chứng thêm trong tế bào miễn dịch của người và thử nghiệm lâm sàng là cần thiết để thiết lập tính áp dụng lâm sàng.
Kết luận
Tomatine xuất hiện từ nghiên cứu này như một chất phụ gia tự nhiên đa dạng đáng kể tăng cường hiệu quả của vắc-xin mRNA bằng cách cải thiện sự hấp thụ tế bào, tăng cường dịch chuyển mRNA và kích hoạt miễn dịch bẩm sinh. Sự hữu ích được chứng minh trong các mô hình khối u và tiêm vắc-xin SARS-CoV-2 vạch ra một tiềm năng rộng rãi cho các ứng dụng trong liệu pháp miễn dịch ung thư và phòng ngừa bệnh truyền nhiễm. Nghiên cứu trong tương lai nên nhằm mục đích làm sáng tỏ hồ sơ an toàn ở người và khám phá các cơ hội chuyển đổi lâm sàng.
Quỹ tài trợ và thử nghiệm lâm sàng
Nghiên cứu gốc không nêu cụ thể nguồn tài trợ hoặc đăng ký thử nghiệm lâm sàng. Phát triển lâm sàng tiếp theo sẽ yêu cầu đánh giá an toàn nghiêm ngặt và thiết kế thử nghiệm tiềm năng để thử nghiệm vắc-xin mRNA được tăng cường bằng tomatine ở người.
Tài liệu tham khảo
1. Xiao W, Qin S, Li X, et al. Tomatine as a versatile adjuvant boosts mRNA vaccine responses. Mater Today Bio. 2025 Sep 27;35:102360. doi:10.1016/j.mtbio.2025.102360. PMID: 41089727; PMCID: PMC12517100.
2. Pardi N, Hogan MJ, Porter FW, Weissman D. mRNA vaccines—a new era in vaccinology. Nat Rev Drug Discov. 2018 Apr;17(4):261-279.
3. Glover DJ, Lipps HJ, Jans DA. Towards safe, non-viral therapeutic gene expression in humans. Nat Rev Genet. 2017 Jul;18(6): 421-434.
4. Iwasaki A, Medzhitov R. Control of adaptive immunity by the innate immune system. Nat Immunol. 2015 Apr;16(4):343-53.