The development of mucosal vaccinations for oral transmucosal delivery using nanofabrication processes

It is estimated that by 2050, globally 10 million people will die due to antimicrobial resistance (AMR) related illness. Therefore, taking the world back to the pre-antibiotic era, where millions of people died from infectious diseases. Vaccines as tools to reduce AMR have historically been under-re...

Πλήρης περιγραφή

Λεπτομέρειες βιβλιογραφικής εγγραφής
Κύριος συγγραφέας: Mohamed Burhan Awad, Ayah
Άλλοι συγγραφείς: Αντιμησιάρη, Σοφία
Μορφή: Thesis
Γλώσσα:English
Έκδοση: 2020
Θέματα:
Διαθέσιμο Online:http://hdl.handle.net/10889/13597
id nemertes-10889-13597
record_format dspace
institution UPatras
collection Nemertes
language English
topic Antimicrobial resistance
Subunit protein vaccines
Polymeric patches
Mucosal immunization
Μικροβιακή αντοχή
Εμβόλια υπομονάδας πρωτεΐνης
Πολυμερή έμπλαστρα
Βλεννογονική ανοσοποίηση
spellingShingle Antimicrobial resistance
Subunit protein vaccines
Polymeric patches
Mucosal immunization
Μικροβιακή αντοχή
Εμβόλια υπομονάδας πρωτεΐνης
Πολυμερή έμπλαστρα
Βλεννογονική ανοσοποίηση
Mohamed Burhan Awad, Ayah
The development of mucosal vaccinations for oral transmucosal delivery using nanofabrication processes
description It is estimated that by 2050, globally 10 million people will die due to antimicrobial resistance (AMR) related illness. Therefore, taking the world back to the pre-antibiotic era, where millions of people died from infectious diseases. Vaccines as tools to reduce AMR have historically been under-recognized, yet the positive effect in reducing AMR has been well established. It is well documented that the local triggering of mucosal immunity is an effective first line protection against pathogens invasion. In addition, it can induce cell-mediated immunity and is therefore capable of stimulating both arms of the immune system. Another interesting advantage of mucosal immunization is its ability to induce immune protection both systemically as well as at distal mucosal sites. Therefore, using the non-invasive sublingual mucosal route for vaccination can be exploited a to induce protective immunity, while maintaning maximal patient compliance. The pathogen derived subunit protein vaccines, in addition to the feasibility of their economic and large scale production, they possess many merits in vaccination making them the most popular antigens for vaccine design. A major challenge faced with subunit protein vaccine development is their potential to degrade and become inactive during the formulation development process. Due to their weak immunogenic response, subunit protein vaccines usually require coadministration of vaccination adjuvants. In our study, we investigated the use of electrohydrodynamic atomization to produce polymeric nanofibrous sublingual patches for the oral transmucosal delivery of biologics as an essential step towards the development of mucosal vaccinations. In our study, the encapsulation and protective potential of the amphiphilic polymer Soluplus (BASF) and sulfobutylether-β-cyclodextrin (Cylclolab) was explored against the effect of increasing electrospinning voltage. A model protein lysozyme was used due to its similarity to pneumococcal surface protein A, and changes to protein structure and biological activity on formulation was investigated. This project was support by BASF and Cyclolab who kindly donated Soluplus and sulfobutylether-β-cyclodextrin respectively.
author2 Αντιμησιάρη, Σοφία
author_facet Αντιμησιάρη, Σοφία
Mohamed Burhan Awad, Ayah
format Thesis
author Mohamed Burhan Awad, Ayah
author_sort Mohamed Burhan Awad, Ayah
title The development of mucosal vaccinations for oral transmucosal delivery using nanofabrication processes
title_short The development of mucosal vaccinations for oral transmucosal delivery using nanofabrication processes
title_full The development of mucosal vaccinations for oral transmucosal delivery using nanofabrication processes
title_fullStr The development of mucosal vaccinations for oral transmucosal delivery using nanofabrication processes
title_full_unstemmed The development of mucosal vaccinations for oral transmucosal delivery using nanofabrication processes
title_sort development of mucosal vaccinations for oral transmucosal delivery using nanofabrication processes
publishDate 2020
url http://hdl.handle.net/10889/13597
work_keys_str_mv AT mohamedburhanawadayah thedevelopmentofmucosalvaccinationsfororaltransmucosaldeliveryusingnanofabricationprocesses
AT mohamedburhanawadayah developmentofmucosalvaccinationsfororaltransmucosaldeliveryusingnanofabricationprocesses
_version_ 1771297286650855424
spelling nemertes-10889-135972022-09-05T20:23:41Z The development of mucosal vaccinations for oral transmucosal delivery using nanofabrication processes Mohamed Burhan Awad, Ayah Αντιμησιάρη, Σοφία Αντιμισιάρη, Σοφία Antimicrobial resistance Subunit protein vaccines Polymeric patches Mucosal immunization Μικροβιακή αντοχή Εμβόλια υπομονάδας πρωτεΐνης Πολυμερή έμπλαστρα Βλεννογονική ανοσοποίηση It is estimated that by 2050, globally 10 million people will die due to antimicrobial resistance (AMR) related illness. Therefore, taking the world back to the pre-antibiotic era, where millions of people died from infectious diseases. Vaccines as tools to reduce AMR have historically been under-recognized, yet the positive effect in reducing AMR has been well established. It is well documented that the local triggering of mucosal immunity is an effective first line protection against pathogens invasion. In addition, it can induce cell-mediated immunity and is therefore capable of stimulating both arms of the immune system. Another interesting advantage of mucosal immunization is its ability to induce immune protection both systemically as well as at distal mucosal sites. Therefore, using the non-invasive sublingual mucosal route for vaccination can be exploited a to induce protective immunity, while maintaning maximal patient compliance. The pathogen derived subunit protein vaccines, in addition to the feasibility of their economic and large scale production, they possess many merits in vaccination making them the most popular antigens for vaccine design. A major challenge faced with subunit protein vaccine development is their potential to degrade and become inactive during the formulation development process. Due to their weak immunogenic response, subunit protein vaccines usually require coadministration of vaccination adjuvants. In our study, we investigated the use of electrohydrodynamic atomization to produce polymeric nanofibrous sublingual patches for the oral transmucosal delivery of biologics as an essential step towards the development of mucosal vaccinations. In our study, the encapsulation and protective potential of the amphiphilic polymer Soluplus (BASF) and sulfobutylether-β-cyclodextrin (Cylclolab) was explored against the effect of increasing electrospinning voltage. A model protein lysozyme was used due to its similarity to pneumococcal surface protein A, and changes to protein structure and biological activity on formulation was investigated. This project was support by BASF and Cyclolab who kindly donated Soluplus and sulfobutylether-β-cyclodextrin respectively. Εκτιμάται ότι μέχρι το 2050, συνολικά 10 εκατομμύρια άνθρωποι θα πεθάνουν λόγω ασθένειας που σχετίζεται με τη μικροβιακή αντοχή (AMR). Ως εκ τούτου, ο κόσμος επέστρεψε στην προ-αντιβιοτικών εποχή, όπου εκατομμύρια άνθρωποι πέθαναν από μολυσματικές ασθένειες. Τα εμβόλια ως εργαλεία για τη μείωση της AMR έχουν ιστορικά υποεκτιμηθεί, αλλά το θετικό αποτέλεσμα στη μείωση της AMR έχει καθιερωθεί. Είναι καλά τεκμηριωμένο ότι η τοπική ενεργοποίηση της ανοσίας του βλεννογόνου είναι μια αποτελεσματική πρώτης γραμμής προστασίας από την εισβολή παθογόνων παραγόντων. Επιπλέον, μπορεί να προκαλέσει ανοσία με τη μεσολάβηση κυττάρων και ως εκ τούτου είναι ικανή να διεγείρει και τα δύο σκέλη του ανοσοποιητικού συστήματος. Ένα άλλο ενδιαφέρον πλεονέκτημα της βλεννογονικής ανοσοποίησης είναι η ικανότητά της να προκαλεί ανοσοπροστασία τόσο συστηματικά όσο και σε περιφερικές βλεννογονικές θέσεις. Επομένως, η χρήση της μη-επεμβατικής υπογλώσσιας οδού του βλεννογόνου για τον εμβολιασμό μπορεί να αξιοποιηθεί ώστε να προκληθεί προστατευτική ανοσία, ενώ ταυτόχρονα να διατηρείται η μέγιστη συμμόρφωση του ασθενούς. Τα εμβόλια υπομονάδας πρωτεΐνης που παράγονται από παθογόνα, εκτός από τη σκοπιμότητα της οικονομικής και μεγάλης κλίμακας παραγωγής τους, διαθέτουν πολλά πλεονεκτήματα για εμβολιασμό, καθιστώντας τα, τα πιο δημοφιλή αντιγόνα για το σχεδιασμό εμβολίων. Μία σημαντική πρόκληση που αντιμετωπίζει η ανάπτυξη εμβολίων υπομονάδας πρωτεΐνης είναι η πιθανότητα να υποβαθμιστεί και να γίνει αδρανής κατά τη διάρκεια της διαδικασίας ανάπτυξης της σύνθεσης. Λόγω της ασθενούς ανοσολογικής τους απόκρισης, τα εμβόλια υπομονάδας πρωτεΐνης συνήθως απαιτούν συγχορήγηση ανοσοενισχυτικών. Στη μελέτη μας, ερευνήσαμε τη χρήση της ηλεκτροϋδροδυναμικής ατομοποίησης για να παράγουμε πολυμερή νανοϊνώδη υπογλώσσια έμπλαστρα για τη στοματική διαβλεννογονική απελευθέρωση των συστατικών ως ένα ουσιαστικό βήμα προς την ανάπτυξη υπογλώσσιων βλεννογονικών εμβολίων. Στη μελέτη μας διερευνήθηκε η δυνατότητα εγκλωβισμού και προστασίας του αμφίφιλου πολυμερούς Soluplus (BASF) και της sulfobutylether-β-κυκλοδεξτρίνης (Cylclolab) έναντι της επίδρασης της αύξησης της τάσης ηλεκτροσυσσωμάτωσης. Μία λυσοζύμη χρησιμοποιήθηκε ως μοντέλο πρωτεΐνης λόγω της ομοιότητάς της με την πνευμονιοκοκκική πρωτεΐνη Α και διερευνήθηκαν μεταβολές στη δομή της πρωτεΐνης και στη βιολογική της δραστικότητα κατά τη σύνθεση. 2020-07-13T08:51:03Z 2020-07-13T08:51:03Z 2019-07-09 Thesis http://hdl.handle.net/10889/13597 en 12 application/pdf