Od São Paulo do Biberach – wspólne badania nad szczepionkami nowej generacji

Międzynarodowa współpraca naukowa pomiędzy Universidade de São Paulo a Hochschule Biberach zaowocowała projektem badawczym dotyczącym nowoczesnych systemów transportu leków i szczepionek. Brazylijska doktorantka Camila Machado França de Almeida prowadzi w Niemczech badania nad nanocząstkami, które mogą w przyszłości zwiększyć skuteczność szczepionek donosowych i poprawić ochronę przed chorobami zakaźnymi.

W artykule:

• Międzynarodowy projekt badawczy między Brazylią a Niemcami
• Nanocząstki jako nośniki leków i szczepionek
• Model błony śluzowej dróg oddechowych opracowany w Biberach
• Potencjał szczepionek donosowych w profilaktyce zakażeń
• Znaczenie czasu utrzymywania się preparatów na śluzówce
• Korzyści wynikające z międzynarodowej współpracy naukowej

Odległość między Universidade de São Paulo a Hochschule Biberach wynosi niemal 10 tysięcy kilometrów. Dla swojej pracy naukowej Camila Machado França de Almeida zdecydowała się jednak pokonać tę drogę, aby rozwijać badania nad nowoczesnymi systemami transportu leków i szczepionek.

Doktorantka z Brazylii zainteresowała się działalnością badawczą zespołu kierowanego przez prof. dr Katharinę Schindowski Zimmermann po zapoznaniu się z publikacją naukową przygotowaną przez badaczy z Hochschule Biberach (HBC). Pierwszy kontakt doprowadził do powstania wspólnego projektu badawczego, finansowanego przez brazylijską agencję wspierającą naukę FAPESP.

W ramach swojej rozprawy doktorskiej de Almeida opracowuje innowacyjne systemy dostarczania substancji leczniczych i szczepionek. Pobyt w Biberach umożliwił jej ocenę opracowywanych rozwiązań z wykorzystaniem zaawansowanego modelu komórkowego dróg oddechowych.

Nanocząstki w centrum badań

Głównym przedmiotem badań są nanocząstki – niezwykle małe struktury, których rozmiar jest tysiące razy mniejszy od średnicy ludzkiego włosa. Współczesna medycyna wiąże z nimi duże nadzieje, ponieważ mogą skutecznie transportować substancje czynne do określonych tkanek, zwiększając skuteczność terapii i jednocześnie ograniczając działania niepożądane.

W Hochschule Biberach badaczka analizuje, w jaki sposób nanocząstki oddziałują z komórkami błony śluzowej nosa i dróg oddechowych. W tym celu wykorzystuje specjalistyczny model komórkowy opracowany przez zespół prof. Schindowski Zimmermann. Model ten wiernie odwzorowuje naturalną błonę śluzową dróg oddechowych, w tym obecność rzęsek odpowiedzialnych za oczyszczanie układu oddechowego.

Sprawdzian dla zaawansowanego modelu dróg oddechowych

Jak podkreśla prof. Katharina Schindowski Zimmermann, projekt stanowi ważny test praktyczny dla stworzonego przez jej zespół modelu.

– Dla nas, jako twórców tego modelu, jest to bardzo wartościowa weryfikacja jego możliwości. Chcemy sprawdzić, czy system jest wystarczająco stabilny i powtarzalny, aby dostarczać wiarygodnych wyników również w nowych obszarach zastosowań, takich jak badania nad szczepionkami – wyjaśnia naukowczyni.

Dotychczas grupa badawcza koncentrowała się przede wszystkim na analizie transportu substancji biofarmaceutycznych oraz odpowiedzi immunologicznej komórek błony śluzowej. Wspólny projekt z brazylijską doktorantką pozwala rozszerzyć zakres prowadzonych badań.

Szczepionki donosowe jako obiecujący kierunek rozwoju

Jednym z głównych celów projektu jest ocena przydatności nanocząstek jako nośników szczepionek podawanych drogą donosową. Tego rodzaju preparaty są postrzegane jako szczególnie atrakcyjne rozwiązanie między innymi w pediatrii, ponieważ eliminują konieczność wykonywania iniekcji.

Dodatkową zaletą szczepionek donosowych jest możliwość wywołania odpowiedzi immunologicznej bezpośrednio w miejscu, przez które wiele patogenów dostaje się do organizmu.

– Nos jest często pierwszą drogą wnikania wirusów i bakterii. Szczepionki donosowe wykorzystują tę naturalną bramę wejścia, umożliwiając rozwój odporności dokładnie tam, gdzie jest ona najbardziej potrzebna – na powierzchni błon śluzowych – podkreśla prof. Schindowski Zimmermann.

Jak wydłużyć kontakt szczepionki ze śluzówką?

Istotnym elementem badań jest również analiza czasu utrzymywania się preparatów na powierzchni błony śluzowej. De Almeida bada możliwości optymalizacji nanocząstek tak, aby pozostawały one jak najdłużej w miejscu podania i nie były zbyt szybko usuwane przez naturalny mechanizm oczyszczania śluzowo-rzęskowego.

W tym zakresie pomocne okazują się wcześniejsze doświadczenia zespołu z Biberach związane z opracowywaniem kombinacji żeli i cząstek wykorzystywanych do przedłużania kontaktu substancji aktywnych z tkankami.

Nauka ponad granicami

Camila Machado França de Almeida podkreśla, że jednym z najcenniejszych aspektów pobytu badawczego jest możliwość wymiany wiedzy z naukowcami z innych krajów.

– Podstawy nauki są wszędzie takie same. To niezwykle cenne doświadczenie przekonać się, że niezależnie od języka czy kraju pochodzenia można natychmiast rozpocząć wspólną dyskusję o badaniach – mówi badaczka.

Jej zdaniem szczególnie wartościowy okazał się transfer wiedzy i doświadczeń pomiędzy ośrodkami naukowymi. Zwraca również uwagę na bardzo dobre warunki prowadzenia badań w Niemczech. W porównaniu z uczelnią w São Paulo dostęp do aparatury i materiałów laboratoryjnych jest szybszy, co znacząco usprawnia realizację projektów.

Współpraca będzie kontynuowana

Dla prof. Schindowski Zimmermann obecność brazylijskiej doktorantki jest także dowodem międzynarodowego uznania dla badań prowadzonych w Hochschule Biberach.

– To dla mnie osobiście bardzo ważne i stanowi międzynarodowe potwierdzenie jakości badań realizowanych w HBC – podkreśla naukowczyni.

Współpraca pomiędzy Hochschule Biberach a Universidade de São Paulo ma być kontynuowana także po zakończeniu obecnego projektu. Wspólnie z promotorką doktorantki, prof. dr Fabianą Vicentini, złożono już wniosek o finansowanie kolejnego przedsięwzięcia badawczego.

Po powrocie do Brazylii Camila Machado França de Almeida będzie kontynuować pracę nad rozprawą doktorską w São Paulo, wykorzystując doświadczenia i wyniki uzyskane podczas pobytu w Niemczech. Zamierza również dzielić się zdobytą wiedzą ze współpracownikami w Brazylii, wzmacniając tym samym naukowe relacje pomiędzy oboma krajami.

Źródło: Hochschule Biberach, Forschung ohne Grenzen: brasilianische Doktorandin arbeitet in Biberach an innovativen intranasalen Impfstoffen.