Nanopartikel Anorganik

Read Also

NP anorganik seperti emas, oksida besi dan silika telah banyak dieksplorasi sebagai nanocarrier untuk pengiriman vaksin karena toksisitas rendah, biokompatibilitas dan stabilitas kimia. Misalnya, Chen dkk. menyelidiki sistem pembawa vaksin yang terdiri dari NP emas (AuNPs) yang terkonjugasi ke sintesis peptide resembling foot-and-mouth disease virus (FMDV). NP yang dikembangkan (pFMDV-AuNPs) dievaluasi pada tikus BALB/c, dengan hasil yang menunjukkan peningkatan tiga kali lipat dalam respons antibodi dibandingkan dengan sistem kontrol konjugat pFMDV–keyhole limpet hemocyanin (pFMDV-KLH). Xu dan rekan kerjanya menyiapkan nanorods Au yang direkayasa permukaan sebagai adjuvant vaksin DNA untuk pengobatan HIV, memodifikasi nanorods dengan tiga molekul berbeda: cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), poly(diallydimethylammonium chloride) (PDDAC), dan polyethyleneimine (PEI). Hasil menunjukkan bahwa Au nanorods yang dimodifikasi PDDAC dan PEI secara signifikan meningkatkan imunitas seluler dan humoral serta aktivasi APC dan proliferasi sel T in vivo, dibandingkan dengan pengobatan plasmid HIV-1 Env. Niikura dkk. meneliti efek pada respon imun dari NP Au berbentuk bola, batang, dan kubik yang dilapisi dengan protein amplop virus West Nile. Para peneliti mengamati bahwa NP berbentuk batang lebih efisien dalam penyerapan makrofag dan DC daripada NP berbentuk bola atau kubik. Selain itu, NP Au bulat dan kubik menginduksi tingkat sitokin inflamasi yang lebih tinggi, seperti TNF-α, IL-6, IL-12, dan GM-CSF, sementara Au NP berbentuk batang menginduksi sekresi sitokin terkait inflamasi yang lebih tinggi, seperti IL -1β dan IL-18. Tao dan rekan penulis melaporkan sistem yang terdiri dari domain ekstraseluler protein membran M2 (M2e) yang diimobilisasi pada Au NP dan CpG terlarut sebagai adjuvant. Formulasi ini menginduksi respons antibodi tingkat tinggi dan memberikan perlindungan lengkap terhadap virus influenza H1N1 yang mematikan pada model tikus. Dalam studi lain, Wang et al. hemagglutinin trimetri influenza rekombinan terkonjugasi pada Au NPs, ditambah dengan flagelin agonis Toll-like receptor 5 (TLR5) (FliC) (FliC) sebagai sistem ajuvan partikulat. Imunisasi IN pada tikus dengan formulasi ini meningkatkan kadar IgA dan IgG spesifik influenza dan menyebabkan proliferasi sel T CD4+ yang mensekresi IFN-γ spesifik serta sel T CD8+ yang diaktifkan.

Iron oxide nanoparticles (IONPs) disetujui oleh FDA untuk aplikasi theranostic dan telah diselidiki secara rinci dalam pemberian obat, hipertermia dan magnetic resonance imaging (MRI) sebagai agen kontras untuk pencitraan. IONP juga telah menunjukkan potensi besar sebagai platform vaksin melawan penyakit menular. Menggunakan rute pemberian intravena ke tikus BALB/c, Shen et al. menunjukkan bahwa paparan sistemik dosis tunggal nanopartikel oksida besi yang dimuat dengan OVA menyebabkan reaksi imun spesifik antigen berikutnya. Studi mereka melaporkan produksi serum antibodi spesifik antigen berkurang seperti yang ditunjukkan oleh penurunan kadar serum imunoglobin spesifik OVA, IgG1 dan IgG2a. Sebuah nano-vaksin termanosilasi yang terdiri dari IONP yang dimuat dengan HBsAg lebih kuat daripada vaksin berbasis tawas komersial dalam induksi respons imun seluler dan humoral seperti yang ditunjukkan oleh penelitian oleh Rezaei et al. Dalam studi lain, Rybka et al. menggunakan superparamagnetic IONPs (SPIONs) sebagai inti dari self-assembled VLPs  kapsid HBV, yang dapat memfasilitasi pemurnian vaksin dalam pembuatan dan meningkatkan stabilitas fisikokimia. Dengan menggunakan dua inti SPION yang berbeda, yang difungsikan dengan dihexadecyl phosphate (DHP) atau PEG, penulis mengamati efisiensi tinggi dari perakitan VLP, terutama dengan SPION-DHP. Namun, strategi ini juga menyebabkan penurunan antigenisitas yang nyata dibandingkan dengan antigen asli, yaitu pada konsentrasi DHP dan PEG yang lebih tinggi, yang memerlukan penelitian lebih lanjut.

Nanopartikel silika sangat menjanjikan dalam pengiriman obat dan protein karena stabilitas kimianya, biokompatibilitasnya, dan toksisitasnya rendah. Selain itu, NP silika dapat disintesis dalam berbagai ukuran, bentuk, dan diameter pori. Selain karakteristik fisikokimianya, NP ini dapat menginduksi respon imun humoral dan seluler, mendorong para peneliti untuk menyelidiki potensi mereka sebagai pembawa antigen dan adjuvant dalam pengiriman vaksin. Gua dkk. menyelidiki potensi mesoporous silica nanoparticles (HMSNPs) sebagai kendaraan pengiriman vaksin untuk Porcine Circovirus Tipe 2 ORF2 Protein. Para peneliti mempelajari penyerapan in vitro dan profil pelepasan protein oleh HMSNPs, serta respon imun yang ditimbulkan setelah pemberian IM HMSNPs yang mengandung protein pada tikus BALB/c betina. Hasil penelitian menunjukkan bahwa HMSNPs yang mengandung protein merangsang respons imun humoral dan seluler dan menginduksi respons imun persisten karena kinetika pelepasan HMSNPs. Braun dkk. mempelajari pemuatan dan pelepasan VIR-576, turunan dari penghambat entri HIV-1 alami yang menargetkan peptida fusi gp41 virus, ke/dari mesoporous silica nanoparticles (MSN) in vitro. Mereka menunjukkan pemuatan peptida yang tinggi di NP yang menyarankan janji formulasi untuk aplikasi rilis lokal. Namun, mereka merekomendasikan pekerjaan lebih lanjut yang harus dilakukan untuk memahami kinetika pelepasan di bawah kondisi biologis untuk terjemahan yang lebih baik dari hasil in vitro ke kondisi in vivo. N4 Pharma telah mengembangkan Nuvec® Si NPs yang digabungkan dengan polyethyleneimine untuk pengiriman antigen DNA/RNA ke dalam sel. Selain peran pengiriman antigennya, NP Si telah dilaporkan menunjukkan efek ajuvan, menghasilkan respons T helper 1 (Th1) dan serapan seluler yang tinggi. Theobald menyarankan Nuvec® sebagai sarana pengiriman vaksin nonviral sebagai alternatif yang aman dan efektif untuk sistem NP lipid. Ini juga telah dieksplorasi sebagai sistem pengiriman untuk vaksin SARS-CoV-2.