Nové nanočásticové vakcíny jsou slibné proti několika smrtícím filovirem

Nové nanočásticové vakcíny jsou slibné proti několika smrtícím filovirem

Filoviry dostaly svůj název z latinského slova „filum“, což znamená „nit“, což je odkaz na jejich dlouhý, nitkovitý tvar. Tato rodina virů obsahuje některé z nejnebezpečnějších patogenů známých vědě, včetně virů Ebola, Súdán, Bundibugyo a Marburg. Jedním z důvodů, proč jsou tyto viry stále tak smrtící, je nestabilita jejich povrchových proteinů, což ztěžuje našemu imunitnímu systému je rozpoznat a výzkumníkům je obtížné proti nim bojovat léčbou nebo vakcínami.

No, aKomunikace přírodyStudie (aktuálně publikovaný článek) vědců ze Scripps Research, zveřejněná 12. prosince 2025, popisuje nové kandidáty na vakcíny určené k ochraně proti více kmenům filoviru. Tyto vakcíny zobrazují povrchové proteiny filoviru na uměle vytvořených nanočásticích proteinu s automatickým sestavováním (SApNP), což pomáhá imunitnímu systému lépe rozpoznat a reagovat na virus. Ve studiích na myších spustily nanočástice silné protilátkové reakce na několik filovirů, což ukazuje slibnou cestu k širší a účinnější ochraně této nebezpečné rodiny virů.

Filoviry vyžadují lepší řešení – epidemie byly zničující a vedly k extrémně vysoké úmrtnosti. Během posledního desetiletí jsem aplikoval své znalosti z fyziky na zvládnutí proteinového designu. Mým cílem je vyvinout univerzální návrhový plán pro každou hlavní virovou rodinu, abychom v případě nového propuknutí již měli připravenou strategii k použití.“

Jiang Zhu, hlavní autor, profesor na katedře integrativní strukturální a výpočetní biologie, Scripps Research

Snaha společnosti Zhu o vakcínu nové generace se zaměřuje na virové povrchové glykoproteiny - proteiny, které viry používají ke vstupu do buněk a na které se musí zaměřit imunitní systém, aby se ochránil. Jeho tým používá přístup zvaný „racionální design založený na struktuře“, který zkoumá tyto glykoproteiny do nejmenších detailů, konstruuje stabilní, dobře formované verze a transportuje je na proteinových sférách ve tvaru viru – SAPNP – které spolehlivě spouštějí silné imunitní reakce.

Tým již tuto očkovací platformu aplikoval na viry jako HIV-1, hepatitida C, RSV, hMPV a chřipka. Filoviry byly další velkou výzvou.

Filoviry, jako je virus Ebola (EBOV) a virus Marburg (MARV), mohou způsobit virovou hemoragickou horečku s úmrtností až 90 %. Během epidemie eboly v západní Africe v letech 2013–2016 zemřelo více než 11 000 lidí a přes 28 000 bylo infikováno. Přestože byly proti ebole schváleny dvě vakcíny, žádná vakcína neposkytuje komplexní ochranu proti celé rodině filovirů.

To je částečně způsobeno povrchovými glykoproteiny filoviru. Tyto proteiny jsou ze své podstaty nestabilní a jejich zranitelné oblasti – epitopy – jsou skryty pod silnou vrstvou glykanů, které tvoří molekulární „neviditelný plášť“. Ve stavu před fúzí (před vstupem viru do buňky) tato ochrana ztěžuje imunitním buňkám rozpoznání viru. Jakmile se virus spojí s buňkou, glykoprotein se složí zpět do postfúzní formy, což dále komplikuje imunitní obranu.

V roce 2021 se Zhuův tým tímto problémem zabýval ve studii publikované vKomunikace přírodykde podrobně zmapovali strukturu glykoproteinu Ebola a vyvinuli strategii k jeho stabilizaci. Odstraněním segmentů bohatých na mucin vytvořili čistší a dostupnější verzi proteinu - takovou, kterou imunitní systém snáze rozeznal a dokázala generovat silnější a užitečnější protilátkové reakce.

„Po vyřešení problému eboly v roce 2021 tato nová práce posouvá tuto teorii dále a aplikuje ji na další druhy filovirů,“ vysvětluje Zhu.

V nové studii vědci přepracovali glykoproteiny filoviru tak, aby zůstaly fixované ve svém předfúzním tvaru - tvaru, který imunitní systém potřebuje rozpoznat a reagovat na něj. Tyto přepracované proteiny byly poté umístěny na platformu Zhu SAPNP, čímž se vytvořily sférické částice podobné viru potažené mnoha kopiemi virových antigenů. Biochemické a strukturální testy potvrdily, že částice byly správně sestaveny a proteiny vypadaly tak, jak byly zamýšleny.

Když byly tyto nanočásticové vakcíny testovány na myších, vytvářely silné imunitní reakce, včetně protilátek, které dokázaly rozpoznat i neutralizovat několik různých filovirů. Další změny cukrů na povrchu proteinu odhalily další konzervovaná zranitelnost, což naznačuje, že tento přístup by nakonec mohl podpořit komplexnější, potenciálně univerzální vakcínu proti této nebezpečné rodině virů.

Na základě těchto výsledků rozšiřuje Zhuův tým tuto strukturou řízenou strategii založenou na nanočásticích na další vysoce rizikové patogeny, včetně viru Lassa a viru Nipah. Také zkoumají nové metody, jak oslabit nebo obejít ochranný štít mucinu, aby imunitní systém získal ještě lepší přístup ke kritickým virovým cílům.

"Mnoho faktorů ovlivňuje, jak imunitní systém rozpozná virus a zahájí reakci," dodává Zhu. "Zachycení antigenu v jeho prefuzní formě vás může dostat na 60 % cesty. Ale mnoho virů - včetně HIV a filovirů - je obklopeno hustým glykanovým štítem. Pokud imunitní systém tuto ochranu neprohlédne, ani sebelépe navržená vakcína neposkytne úplnou ochranu. Překonání tohoto 'pláště neviditelnosti' je jedním z našich dalších velkých cílů."

Kromě Zhu, mezi autory studie „Racionální návrh filovirových vakcín nové generace kombinující stabilizaci glykoproteinu a zobrazování nanočástic s modifikací glykanu“, patří Yi-Zong Lee, Yi-Nan Zhang, Garrett Ward, Sarah Auclair, Connor DesRoberts, Andrew Ward, Robyn I. Wilson z Linling; Maddy Newby, Joel Allen a Max Crispin z University of Southampton; a Keegan Braz Gomes z Uvax Bio.

Studii podpořily Uvax Bio, LLC a National Institutes of Health. Uvax Bio, vedlejší vakcínová společnost ze Scripps Research, využívá patentovanou platformovou technologii vynalezenou v Zhuově laboratoři k vývoji a komercializaci profylaktických vakcín proti různým infekčním nemocem.

Zdroje: