Development nasal vaccine for corona virus using hyalronic acid-coated polymer micelles

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 22K19945
• Research Category: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Medium-sized Section 90:Biomedical engineering and related fields
• Research Institution: Kansai University
• Principal Investigator: Ohya Yuichi 関西大学, 化学生命工学部, 教授 (10213886)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 能崎 優太 東北大学, 薬学研究科, 助教 (90805889)
• Project Period (FY): 2022-06-30 – 2024-03-31
• Keywords: ナノ粒子 / ワクチン / コロナウイルス / ヒアルロン酸 / ポリマーミセル / 経鼻投与 / ポリイオンコンプレックス / 免疫療法

Outline of Final Research Achievements

In this study, we developed a nasal vaccine system against a new type of coronavirus(SARS-CoV-2) using highly stable biodegradable polymer micelles with a positive charge on the surface and coated with hyaluronic acid (HA), which has an affinity for dendritic cells. We prepared HA-coated micelles carrying the SARS-CoV-2 spike protein (CoV-SP) as an antigen and applied them to bone marrow-derived dendritic cells (BMDCs). Then, we observed high uptake into BMDCs and activation such as cytokine production ability and MHC class II antigen expression. In addition, nasal administration of the HA-micelles to mice successfully induced the secretion of CoV-SP-specific IgG in the blood and CoV-SP-specific IgA in saliva and nasal exudate.

Free Research Field

バイオマテリアル

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究は，著しく高い安定性を持つHA被覆ミセルを用いることで経鼻投与による免疫付与が可能であることを示した点に学術的意義がある。COVID-19パンデミックの際には，mRNAワクチンが使用され，mRNAワクチンは短期間で開発可能という点で画期的であったが，筋肉注射を必要とし，医療関係者が接種を行う必要があり，大規模接種時には本来治療にあたるべき医療従事者の負担を増加させるという問題があった。開発したワクチンは経鼻投与が可能であり，侵襲度も低く，自己接種も可能であり，今後新たなパンデミックが起こった際には，医療従事者の負担を大きく軽減することが見込まれるという点で大きな社会的意義を有している。