Az új nanorészecskés vakcinák ígéretesek számos halálos filovírus ellen

Az új nanorészecskés vakcinák ígéretesek számos halálos filovírus ellen

A filovírusok nevüket a latin „filum” szóból kapták, amely „szálat” jelent, és utal a hosszú, cérnaszerű formájukra. Ez a víruscsalád tartalmazza a tudomány által ismert legveszélyesebb kórokozók egy részét, köztük az Ebola-, a Szudán-, a Bundibugyo- és a Marburg-vírusokat. Az egyik ok, amiért ezek a vírusok még mindig olyan halálosak, a felszíni fehérjéik instabilitása, ami megnehezíti immunrendszerünk számára, hogy felismerje őket, és a kutatók nehezen tudják leküzdeni őket kezelésekkel vagy vakcinákkal.

Nos, aA természet kommunikációjaA 2025. december 12-én közzétett tanulmány (jelenleg publikált cikk) a Scripps Research tudósai által új vakcinajelölteket ír le, amelyek célja a filovírus több törzse elleni védelem. Ezek a vakcinák filovírus felszíni fehérjéket jelenítenek meg mesterségesen önszerveződő fehérje nanorészecskéken (SApNP), segítve az immunrendszert a vírus jobb felismerésében és reagálásában. Az egereken végzett vizsgálatok során a nanorészecskék erős antitestválaszokat váltottak ki számos filovírussal szemben, ígéretes utat mutatva a szélesebb körű, hatékonyabb védelem felé a veszélyes víruscsalád számára.

A filovírusok jobb megoldásokat igényelnek – a járványok pusztítóak, és rendkívül magas halálozási arányt eredményeztek. Az elmúlt évtizedben fizikai ismereteimet a fehérjetervezés elsajátítására alkalmaztam. Célom, hogy minden nagyobb víruscsaládhoz egy univerzális tervezési tervet dolgozzak ki, hogy új járvány kitörése esetén már rendelkezzünk egy használatra kész stratégiával.”

Jiang Zhu, vezető szerző, a Scripps Research Integratív Strukturális és Számítógépes Biológiai Tanszékének professzora

A Zhu következő generációs vakcinázási erőfeszítései a vírus felszíni glikoproteinekre összpontosítanak – azokra a fehérjékre, amelyeket a vírusok használnak a sejtekbe való bejutáshoz, és amelyeket az immunrendszernek meg kell céloznia a védelem érdekében. Csapata a „racionális, szerkezet-alapú tervezésnek” nevezett megközelítést alkalmazza, amely a legapróbb részletekig megvizsgálja ezeket a glikoproteineket, stabil, jól formált változatokat hoz létre, és vírus alakú fehérjegömbökön – SAPNP-ken – szállítja őket, amelyek megbízhatóan váltanak ki erős immunválaszt.

A csapat már alkalmazta ezt a vakcinaplatformot olyan vírusok ellen, mint a HIV-1, hepatitis C, RSV, hMPV és influenza. A következő nagy kihívást a filovírusok jelentették.

A filovírusok, például az Ebola-vírus (EBOV) és a Marburg-vírus (MARV) vírusos vérzéses lázat okozhatnak, amelynek halálozási aránya akár 90%. A 2013-2016-os ebolajárvány során Nyugat-Afrikában több mint 11 000 ember halt meg, és több mint 28 000 fertőzött. Bár két vakcinát hagytak jóvá az ebola ellen, egyetlen oltóanyag sem nyújt átfogó védelmet a teljes filovíruscsalád ellen.

Ez részben a filovírus felszíni glikoproteinjeinek köszönhető. Ezek a fehérjék eredendően instabilak, és sebezhető régióik – epitópjaik – egy vastag glikánréteg alatt rejtőznek, molekuláris „láthatatlansági köpenyt” képezve. A fúzió előtti állapotban (mielőtt a vírus bejut a sejtbe) ez a védelem megnehezíti az immunsejtek számára a vírus felismerését. Amint a vírus egyesül egy sejttel, a glikoprotein visszahajlik egy posztfúziós formába, ami tovább bonyolítja az immunvédelmet.

2021-ben Zhu csapata foglalkozott ezzel a kérdéssel egy tanulmányában, amelyet ben publikáltakA természet kommunikációjaahol részletesen feltérképezték az Ebola glikoprotein szerkezetét és stratégiát dolgoztak ki annak stabilizálására. A mucinban gazdag szegmensek eltávolításával a fehérje tisztább, könnyebben hozzáférhető változatát hozták létre – olyat, amelyet az immunrendszer könnyebben felismert, és erősebb, hasznosabb antitestválaszokat tudott generálni.

„Az Ebola-probléma 2021-es megoldása után ez az új munka továbbviszi ezt az elméletet, és további filovírusfajokra is alkalmazza” – magyarázza Zhu.

Az új tanulmányban a kutatók úgy alakították át a filovírus glikoproteineket, hogy azok a fúzió előtti formájukban maradjanak rögzítve – olyan formában, amelyre az immunrendszernek szüksége van ahhoz, hogy felismerje és reagáljon rá. Ezeket az újratervezett fehérjéket ezután Zhu SAPNP platformjára helyezték, gömb alakú, vírusszerű részecskéket képezve, amelyeket a vírusantigének számos másolatával vontak be. A biokémiai és szerkezeti tesztek megerősítették, hogy a részecskék megfelelően voltak összeállítva, és a fehérjék a tervezettnek megfelelően jelennek meg.

Amikor egereken tesztelték, ezek a nanorészecskés vakcinák erős immunválaszokat produkáltak, köztük olyan antitesteket, amelyek képesek felismerni és semlegesíteni számos különböző filovírust. A fehérje felszínén lévő cukrok további változásai további konzervált sebezhetőségeket tártak fel, ami arra utal, hogy ez a megközelítés végül támogathat egy átfogóbb, potenciálisan univerzális vakcinát e veszélyes víruscsalád ellen.

Ezekre az eredményekre építve Zhu csapata kiterjeszti ezt a szerkezet-vezérelt, nanorészecskéken alapuló stratégiát más magas kockázatú kórokozókra, köztük a Lassa-vírusra és a Nipah-vírusra. Új módszereket is kutatnak a mucin védőpajzs gyengítésére vagy megkerülésére, hogy az immunrendszer még jobban hozzáférhessen a kritikus víruscélpontokhoz.

„Sok tényező befolyásolja, hogy az immunrendszer hogyan ismeri fel a vírust és hogyan reagál rá” – teszi hozzá Zhu. "Az antigén prefúziós formájában történő rögzítése az út 60%-át elérheti. De sok vírust – köztük a HIV-t és a filovírusokat is – sűrű glikánpajzs veszi körül. Ha az immunrendszer nem lát át ezen a védelmen, még a legjobban megtervezett vakcina sem nyújt teljes védelmet. Következő nagy célunk, hogy leküzdjük ezt a "láthatatlanság köpenyt".

Zhu mellett a „A következő generációs filovírus vakcinák racionális tervezése a glikoprotein stabilizálással és a nanorészecskék leképezésével kombinálva a glikán módosításával” című tanulmány szerzői közé tartozik Yi-Zong Lee, Yi-Nan Zhang, Garrett Ward, Sarah Auclair, Connor DesRoberts és I Stanan, S. Robync, Willing, He; Maddy Newby, Joel Allen és Max Crispin a Southamptoni Egyetemről; és Keegan Braz Gomes az Uvax Bio-tól.

A tanulmányt az Uvax Bio, LLC és a National Institutes of Health támogatta. Az Uvax Bio, a Scripps Research spinoff vakcinagyártó cége a Zhu laboratóriumában feltalált szabadalmaztatott platformtechnológiát alkalmazza különböző fertőző betegségek elleni profilaktikus vakcinák kifejlesztésére és kereskedelmi forgalomba hozatalára.

Források: