El tamaño importa en los sistemas de administración de vacunas. Las nanopartículas menores a 200 nm generalmente presentan una respuesta inmunogénica mayor que las micropartículas mayores de 1 micra. Esta afirmación bastante sencilla se basa en la comprensión común de que las partículas con tamaños similares a los de los virus son tratadas como virus por el cuerpo. En el caso de la fabricación de la nueva vacuna contra la COVID-19, adenovirus de tamaño similar al SARS-Cov-2 (mediana de aproximadamente 90-100 nanómetros) se manipula como portadores (o vectores virales) para desencadenar la producción de proteínas spike. En cambio, la literatura publicada mostró que el efecto de las vacunas administradas por vía oral, intranasal u otras superficies mucosas favorece las micro- formulaciones sobre las nanopartículas debido a una mayor carga de antígenos. El tamaño de las impurezas también afecta significativamente a la eficacia de la vacuna. En resumen, muchos ingredientes de formulación de vacunas deberían tener un tamaño, distribución y recuento de partículas controlados durante todo el proceso de desarrollo, fabricación, almacenamiento y administración.
El proceso aguas arriba de las preparaciones de vacunas requiere una caracterización cuidadosa del virus para lograr una infectividad y estabilidad óptimas. Los títulos infecciosos se utilizan para determinar la concentración de partículas virales que pueden transducir células y su carga viral en una muestra. Dos técnicas analíticas consolidadas para medir los títulos infecciosos son:
Ambos enfoques cuantifican la cantidad de virus presente en una solución. El ensayo de placa viral para lentivirus, por ejemplo, tarda hasta dos semanas de incubación en determinar su resultado en forma de Unidades Formadoras de Placas (PFU) por mL. El recuento de las PFU también es subjetivo, lo que resulta en una baja reproducibilidad de un analista a otro. qPCR, por otro lado, no discrimina entre virus enteros, rotos, vacíos, agregados, infecciosos o no infecciosos; simplemente determina la expresión génica relativa del virus y correlaciona el valor de vuelta a la PFU. La desventaja es que la qPCR requiere conocimiento previo de la secuencia del genoma viral, puede ser costosa y analiza la concentración de material genómico, no de virus infecciosos, ya que puede existir ARN o ADN no recubierto en una muestra, pero sin recubrimiento no puede entrar en una célula.
Figura 1: Resultado de la medición de una muestra de vector viral humano. Nótese que la distribución mostró presencia tanto de restos celulares hospedadores como de agregados.
Los resultados del análisis de concentración de partículas de ViewSizer 3000™ análisis de seguimiento de nanopartículas multiláser (NTA) correlacionados con PFU, similar a la qPCR. Gracias a tres láseres que operan simultáneamente, cuantifica no solo las partículas virales intactas, sino también los agregados infecciosos. La Figura 1 muestra la distribución medida de tamaño de una muestra de vector viral humano, un candidato a virus utilizado en la fabricación de vacunas. Fíjate en la población significativa de partículas más grandes.
Descargar Aplicación Nota 227: Logrando el título infeccioso con análisis de seguimiento de nanopartículas multiláser (NTA)
La capacidad de analizar eficazmente todo el rango de tamaños permite al ViewSizer 3000 correlacionar con éxito el título infeccioso conocido con la concentración total de partículas con un valor de R 2 superior a 0,9, demostrando que la técnica NTA multiláser es una alternativa nueva, rentable y eficiente en tiempo a la VPA y la qPCR.
Ver seminario web bajo demanda: Concentración y tamaño de virus y partículas similares a virus
Figura 2: Correlación de títulos infecciosos.
Las partículas similares a virus (VLP) están diseñadas para imitar el virus de interés y provocar un efecto terapéutico (como la inmunidad) sin el coste del virus ni riesgo de infección. Han sido el foco de innumerables investigaciones sobre vacunas innovadoras. El tamaño de los VLP es similar al de los virus, que normalmente oscila entre unas pocas decenas y unos cientos de nanómetros. Además de la técnica NTA multiláser ViewSizer 3000, el analizador de tamaño de partículas de difracción láser LA-960V2 también es muy adecuado para el análisis VLP. La difracción láser es una técnica de conjunto que permite un análisis rápido y rutinario. La técnica también es fundamentalmente más sensible a partículas grandes como contaminantes. Dependiendo de cómo se fabrique el VLP, es probable que fragmentos de material de partida estén presentes en la muestra en tamaños mayores que el propio VLP. Esto ocurre cuando los materiales (como las emulsiones) se preparan con una distribución de tamaño grande o amplia y luego se reducen el tamaño para producir un producto final. Las partículas grandes restantes pueden provocar una respuesta inmunitaria no deseada o problemas de filtración en el procesamiento posterior (como la esterilización por filtración). Para analizar tanto virus como VLP, es esencial que una técnica cubra un amplio rango dinámico de partículas.
Un ejemplo de resultado de tamaño (abajo en la Figura 3) muestra tres poblaciones separadas. La población más fina (menor tamaño de partícula) es la propia VLP. Las poblaciones restantes (con diámetros superiores a aproximadamente 1 micra) son material de partida que aún no ha sido cortado ni molido a tamaños más finos. El LA-960V2 puede informar métricas de tamaño para toda la población, así como métricas para cada población individual utilizando el Informe Multimodal.
Figura 3: Distribución del tamaño de las partículas y resultados para un material VLP medidos por el LA-960. Esta muestra muestra tres poblaciones separadas. La población más fina (menor tamaño de partícula) es la propia VLP. Las poblaciones restantes (con diámetros superiores a aproximadamente 1 micra) son material de partida que aún no ha sido cortado ni molido a tamaños más finos.
Ver seminario web bajo demanda: [Universidad de Maryland] Inyección intralinfática de depósitos de liberación controlada para mejorar la vacunación y modular la respuesta inmunitaria
Un subgrupo de vesículas extracelulares (EV) conocidas como exosomas desempeña un papel cada vez más importante e intrincado en el diagnóstico y tratamiento de diversas enfermedades. Son responsables de transferir material genético y de la comunicación célula a célula transportando diversos ácidos nucleicos, incluyendo ARN, lípidos y proteínas. Según muchos informes publicados, sus propiedades inmunogénicas se correlacionan con la cantidad de antígenos asociados, creando así una oportunidad para el posible desarrollo de vacunas.
El tamaño y la concentración de las partículas del exosoma son especialmente examinados porque presentan información clínica importante. Sin embargo, hasta la fecha, la investigación sobre vehículos eléctricos sigue careciendo de estandarización en su proceso de purificación. También ha estado limitada por las tecnologías analíticas utilizadas para medirlas. Sin embargo, se entiende bien que los EV son un grupo heterogéneo de partículas con una variedad de tamaños y biogénesis; Se espera que la distribución de tamaño sea amplia, incluso después del procesamiento.
Ver seminario web bajo demanda: Exosomas: Aprovechando el potencial diagnóstico y terapéutico de las nanopartículas biológicas de la naturaleza
El ViewSizer 3000 cuenta con tres láseres de funcionamiento simultáneo a 635 nm (rojo), 520 nm (verde), 445 (azul) y una cámara en color para visualizar con precisión partículas de amplio rango dinámico. Supera el inconveniente común de la NTA convencional, que es la falta de tamaño preciso de las partículas en una muestra polidispersa. Las muestras de exosomas humanos de preadipocitos (células madre mesenquimales) (100 ug) obtenidas de ZenBio se midieron utilizando el ViewSizer 3000. El resultado fue validado mediante una técnica de detección resistiva sintonizable y mostró un perfil con un diámetro de partícula D50 de 148 nm y una concentración total de partículas de 5,7 x 10 7 partículas/mL.
Figura 4: Tamaño de las partículas y distribución de concentraciones del exosoma.
Descargar Aplicación Nota 218: Distribución del tamaño de las partículas y concentración de exosomas
Virus, VLP (como los adyuvantes) y exosomas pueden analizarse en tamaño y concentración utilizando un instrumento de análisis de nanopartículas (NTA) multiláser, el ViewSizer 3000. La mayoría de las muestras muestran una amplia distribución de tamaños que frustra a un solo láser NTA. Si solo se necesita la distribución de tamaño, como en un proceso de reducción de tamaño, la difracción láser también ha demostrado ser útil.
Análisis Simultáneo de Seguimiento Multiespectral de Nanopartículas (NTA)
Analizador de Distribución de Tamaño de Partículas por Difracción Láser
Tiene alguna pregunta o solicitud? Utilice este formulario para ponerse en contacto con nuestros especialistas.
