“Nanopartikel-Impfstoffe gegen Infektionskrankheiten”
Due to emergence of new variants of pathogenic micro-organisms the treatment and immunization of infectious diseases have become a great challenge in the past few years. In the context of vaccine development remarkable efforts have been made to develop new vaccines and also to improve the efficacy of existing vaccines against specific diseases. To date, some vaccines are developed from protein subunits or killed pathogens, whilst several vaccines are based on live-attenuated organisms, which carry the risk of regaining their pathogenicity under certain immunocompromised conditions. To avoid this, the development of risk-free effective vaccines in conjunction with adequate delivery systems are considered as an imperative need to obtain desired humoral and cell-mediated immunity against infectious diseases. In the last several years, the use of nanoparticle-based vaccines has received a great attention to improve vaccine efficacy, immunization strategies, and targeted delivery to achieve desired immune responses at the cellular level. To improve vaccine efficacy, these nanocarriers should protect the antigens from premature proteolytic degradation, facilitate antigen uptake and processing by antigen presenting cells, control release, and should be safe for human use. Nanocarriers composed of lipids, proteins, metals or polymers have already been used to attain some of these attributes. In this context, several physico-chemical properties of nanoparticles play an important role in the determination of vaccine efficacy. This review article focuses on the applications of nanocarrier-based vaccine formulations and the strategies used for the functionalization of nanoparticles to accomplish efficient delivery of vaccines in order to induce desired host immunity against infectious diseases.
Aufgrund des Auftretens neuer Varianten pathogener Mikroorganismen sind die Behandlung und Immunisierung von Infektionskrankheiten in den letzten Jahren zu einer großen Herausforderung geworden. Im Rahmen der Impfstoffentwicklung wurden erhebliche Anstrengungen unternommen, um neue Impfstoffe zu entwickeln und auch die Wirksamkeit bestehender Impfstoffe gegen bestimmte Krankheiten zu verbessern. Bisher wurden einige Impfstoffe aus Proteinuntereinheiten oder abgetöteten Krankheitserregern entwickelt, während mehrere Impfstoffe auf abgeschwächten lebenden Organismen basieren, bei denen die Gefahr besteht, dass sie unter bestimmten immungeschwächten Bedingungen ihre Pathogenität wiedererlangen. Um dies zu vermeiden, wird die Entwicklung risikofreier, wirksamer Impfstoffe in Verbindung mit geeigneten Verabreichungssystemen als zwingende Notwendigkeit angesehen, um die gewünschte humorale und zellvermittelte Immunität gegen Infektionskrankheiten zu erreichen. In den letzten Jahren wurde dem Einsatz von Impfstoffen auf Nanopartikelbasis große Aufmerksamkeit gewidmet, um die Wirksamkeit der Impfstoffe, die Immunisierungsstrategien und die gezielte Verabreichung zu verbessern und die gewünschte Immunantwort auf zellulärer Ebene zu erreichen. Um die Wirksamkeit von Impfstoffen zu verbessern, sollten diese Nanocarrier die Antigene vor einem vorzeitigen proteolytischen Abbau schützen, die Antigenaufnahme und -verarbeitung durch antigenpräsentierende Zellen erleichtern, die Freisetzung kontrollieren und für den menschlichen Gebrauch sicher sein. Nanoträger, die aus Lipiden, Proteinen, Metallen oder Polymeren bestehen, wurden bereits verwendet, um einige dieser Eigenschaften zu erreichen. In diesem Zusammenhang spielen verschiedene physiko-chemische Eigenschaften von Nanopartikeln eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der Wirksamkeit von Impfstoffen. Dieser Übersichtsartikel befasst sich mit den Anwendungen von Impfstoffformulierungen auf der Grundlage von Nanoträgern und den Strategien, die für die Funktionalisierung von Nanopartikeln verwendet werden, um eine effiziente Verabreichung von Impfstoffen zu erreichen und die gewünschte Immunität des Wirts gegen Infektionskrankheiten zu induzieren.