COMPOSITES FOR THE STABILIZATION OF VACCINE ANTIGEN AND FOR ENHANCING THE IMMUNE RESPONSE AGAINST ANTIGENS USED WITH THE COMPOSITES
출처: VANDE VELDE, Vincent. (2014). U.S. Patent No. 15031338. Washington, DC: U.S. Patent and Trademark Office.
미국 특허 출원된 ‘Composites for the stabilization of vaccine antigens and for enhancing the immune response against antigens used with the composites’의 연구 내용과
이때 사용한 분석 방법을 소개하고자 합니다.
Title: Calcium fluoride compositons
Technical field: 백신의 안정성과 항원에 대한 면역 반응을 강화하기 위한 조성 공개
Background
Subunit vaccines (예, recombinant protein, polypeptid antigen)은 약한 면역원성을 갖기 때문에 안전하고 효과적인 adjuvant가 필요하다.
다양한 adjuvants가 알려져있는데, alum, aluminum phosphate, calcium phosphate가 이에 해당된다. 열에 안정한 백신은 실용적이고 유통이 가능하여 전 세계로 유통되는 동안
cold-chain이 필요하지 않을 수 있다. Lyophilisation (동결건조) 기술은 항원을 안정화할 수 있지만 항상 가능하거나 효과적인 것은 아니다 또한 비용과 시간이 들기 때문에
이를 피하면 더 많은 세계인들에게 백신을 제공할 수 있을 것이다.
Summary of the invention
이 특허는 다음 백신 안정성과 면역 반응강화와 관련하여 다음 연구 내용을 게시하였습니다.
 Ca, F, Z (Z는 유기물)를 포함하는 calcium fluoride composites (CF)의 조성과 생산 방법
CF를 adjuvants로 사용하는 방법 (동결건조 없이 일부 복합체를 사용)
Ca, F, Z를 포함하고 있는 CF 복합체를 적용한 CF 조성
CaCl2, NaF, NaZ를 조합 과정이 적용된 sol gel precipitation에 의해 조성된 CF 복합체 생성 과정과
이 공정에 의해 생산된 제품
위에서 공개된 CF 조성을 적용한 adjuvant 조성과 제조 과정
위에서 공개된 항원과 adjuvant 조성이 적용된 immunogenic 조성과 제조 과정
Adsorption of nanoparticles in water on particles
이 특허에서는 백신의 면역 반응을 강화하고자 Ca, F, 유기물을 사용하여 adjuvants의 조성을 개발하고 이를 공개하였습니다. 불용성 CF 복합체에 대한 항원의 흡착 (adsorption)은
온도에 따라 분해될 수 있는 항원을 안정화시키고, 흡착된 항원에 대한 면역 반응을 증가시켜 adjuvant로 작용한다고 발표하였습니다.
이 특허에 개시된 방법에 의해 얻은 탄산염 광물과 면역성을 높이는 organic material의 흡착은 매우 중요하다고 설명하였습니다. 따라서 이 특허 연구에서는 다양한 inorganic particles에
nanoparticles (in water) 이 흡착되는 정도를 평가하였습니다. 이를 위해 분산안정성분석 장비인 LumiSizer® Dispersion Analyzer 를 사용하여 무균 조건에서
MPL (Monophosphoryl Lipid A)의 흡착 정도 (%)를 측정하였습니다.
Table 1에서 볼 수 있는 바와 같이, Ca/F/Cos에 탄산염 광물이 존재하는 경우와 Ca/F/NAcetyl-cysteine의 경우에서 500ug inorganic composite에 100ug MPL이 100% 흡착하는 것을
확인할 수 있었습니다.
Table 1. Estimated % of adsorption of 1169.6 g MPL on various carriers quantities based on the remaining supernatant % of transmitted light
Particle characterization
이 실험 과정에서 STEP® technology를 구현하여 흡착 정도를 측정하는데 사용된 기기는 독일 LUM사의 LumiSizer® instrument입니다. 이 기기는 샘플을 광원에 노출시켰을 때 샘플의
빛 투과도를 센서를 통해 수집하는데, 이때 원심분리를 통해 de-mixing을 하여 가속화 조건에서 분산의 안정성을 측정합니다. 이 기기의 특별한 점으로, cell (시료가 담긴 tube의 명칭)에서
시료가 담겨있는 모든 부분에서 입자들의 동적 변화를 공간적으로 추적할 수 있으며 또한 시간의 흐름에 따른 시료의 변화를 기록할 수 있습니다. 또한 샘플 내에서 일어나는 침강 속도와
입자 크기 분포를 알 수 있습니다.
아래 그림을 보시면 LumiSizer가 어떻게 inorganic particles와 MPL의 흡착도를 측정할 수 있었는지 이해하실 수 있습니다. 분자 간에 흡착으로 형성된 complex가 아래로 침강하면서
빛 투과도를 측정한 profile이 시간이 지남에 따라 red profile에서 점점 green profile로 이동하여 나타나는 것을 확인할 수 있습니다.
여기서 소개한 특허 연구 내용을 통해 백신과 adjuvant의 제조에서 전체적인 유화/분산의 안정성뿐만 아니라 molecular 수준에서 입자 간의 interaction/adsorption까지도 LUMiSizer를
통해 분석할 수 있음을 알 수 있었습니다.
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LumiSizer Dispersion Analyzer
LumiFuge Stability Analyzer
LumiReader PSA Separation Analyzer
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