Mechanism of immune response by a novel pneumococcal vaccine with ion oxide nanoparticles as adjuvant

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K08836
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 54030:Infectious disease medicine-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Ishii Keiko 東北大学, 医学系研究科, 非常勤講師 (00291253)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 肺炎球菌ワクチン / 酸化鉄ナノ粒子 / 粘膜免疫 / 気管支関連リンパ節 / IgA

Outline of Final Research Achievements

We newly constructed a pneumococcal vaccine PspA-IONP by combining pneumococcal surface protein A (PspA) and iron oxide magnetic nanoparticles (IONP). Introduction into mouse tracheal of PspA-IONP but not PspA alone induced mucosal IgA antibody. PspA-IONP in mice infected with pneumococcus revealed vaccine effects, including reduced bacterial proliferation and longer survival time. We found the formation of inducible bronchus-associated lymphoid tissue (iBALT) in the PspA-IONP-treated mouse lungs and the involvement of invariant natural killer T (NKT) cells in IgA class switching.

Free Research Field

感染免疫学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

現行の肺炎球菌ワクチンは、ワクチンに含まれない血清型が流行する「血清型置換」という課題をかかえている。本研究では、全ての血清型の菌で共通のタンパク質PspAと担体としての酸化鉄ナノ粒子 (IONP)を結合させ、新規のユニバーサルワクチンであるPspA-IONPを開発した。PspA-IONPの顕著なワクチン効果がIONPのアジュバント機能によるものであることが明らかになったことから、IONPワクチンは他の感染症ワクチンのプラットフォームとして発展が見込める。さらに、IONPは乾燥や高温に強いため、IONPワクチンをドライパウダー吸入型ワクチンとすることで、保存や輸送、投与法の改善に寄与しうる。