Nieuwe nanodeeltjesvaccins zijn veelbelovend tegen verschillende dodelijke filovirussen

Nieuwe nanodeeltjesvaccins zijn veelbelovend tegen verschillende dodelijke filovirussen

Filovirussen ontlenen hun naam aan het Latijnse woord ‘filum’, wat ‘draad’ betekent, een verwijzing naar hun lange, draadachtige vorm. Deze familie van virussen bevat enkele van de gevaarlijkste ziekteverwekkers die de wetenschap kent, waaronder Ebola-, Sudan-, Bundibugyo- en Marburg-virussen. Eén reden waarom deze virussen nog steeds zo dodelijk zijn, is de instabiliteit van hun oppervlakte-eiwitten, waardoor het moeilijk wordt voor ons immuunsysteem om ze te herkennen en voor onderzoekers moeilijk te bestrijden met behandelingen of vaccins.

Nou, eenCommunicatie over de natuurDe studie (momenteel een gepubliceerd artikel) door wetenschappers van Scripps Research, gepubliceerd op 12 december 2025, beschrijft nieuwe vaccinkandidaten die zijn ontworpen om te beschermen tegen meerdere stammen van het filovirus. Deze vaccins bevatten oppervlakte-eiwitten van filovirus op speciaal ontworpen zelfassemblerende eiwitnanodeeltjes (SApNP's), waardoor het immuunsysteem het virus beter kan herkennen en erop kan reageren. In muisstudies veroorzaakten de nanodeeltjes sterke antilichaamreacties tegen verschillende filovirussen, wat een veelbelovende weg naar bredere, effectievere bescherming voor deze gevaarlijke familie van virussen aantoont.

Filovirussen vereisen betere oplossingen – de uitbraken waren verwoestend en resulteerden in extreem hoge sterftecijfers. De afgelopen tien jaar heb ik mijn natuurkundige achtergrond toegepast om het ontwerpen van eiwitten onder de knie te krijgen. Mijn doel is om voor elke grote virusfamilie een universele ontwerpblauwdruk te ontwikkelen, zodat we bij een nieuwe uitbraak al een kant-en-klare strategie hebben.”

Jiang Zhu, senior auteur, professor bij de afdeling Integratieve Structurele en Computationele Biologie, Scripps Research

Zhu's vaccininspanningen van de volgende generatie richten zich op virale oppervlakteglycoproteïnen - de eiwitten die virussen gebruiken om cellen binnen te dringen en waar het immuunsysteem zich op moet richten voor bescherming. Zijn team gebruikt een aanpak die ‘rationeel, structuurgebaseerd ontwerp’ wordt genoemd en die deze glycoproteïnen tot in de kleinste details onderzoekt, stabiele, goed gevormde versies construeert en deze transporteert naar virusvormige eiwitbollen – de SAPNP’s – die op betrouwbare wijze sterke immuunreacties veroorzaken.

Het team heeft dit vaccinplatform al toegepast op virussen zoals HIV-1, hepatitis C, RSV, hMPV en influenza. Filovirussen waren de volgende grote uitdaging.

Filovirussen zoals het Ebola-virus (EBOV) en het Marburg-virus (MARV) kunnen virale hemorragische koorts veroorzaken met een sterftecijfer tot 90%. Tijdens de ebola-epidemie van 2013-2016 in West-Afrika stierven ruim 11.000 mensen en raakten ruim 28.000 mensen besmet. Hoewel er twee vaccins tegen Ebola zijn goedgekeurd, biedt geen enkel vaccin uitgebreide bescherming tegen de hele filovirusfamilie.

Dit komt gedeeltelijk door de oppervlakteglycoproteïnen van het filovirus. Deze eiwitten zijn inherent onstabiel en hun kwetsbare gebieden – epitopen – zijn verborgen onder een dikke laag glycanen, waardoor een moleculaire ‘onzichtbaarheidsmantel’ wordt gevormd. In de pre-fusiefase (voordat het virus een cel binnendringt) maakt deze bescherming het moeilijker voor immuuncellen om het virus te herkennen. Zodra het virus met een cel versmelt, vouwt het glycoproteïne zich terug in een post-fusievorm, wat de immuunafweer verder compliceert.

In 2021 behandelde het team van Zhu dit probleem in een onderzoek gepubliceerd inCommunicatie over de natuurwaar ze de structuur van het Ebola-glycoproteïne in detail in kaart brachten en een strategie ontwikkelden om het te stabiliseren. Door de mucinerijke segmenten te verwijderen, creëerden ze een schonere, beter toegankelijke versie van het eiwit - een versie die gemakkelijker door het immuunsysteem te herkennen was en die sterkere, nuttiger antilichaamreacties kon genereren.

“Nadat het Ebola-probleem in 2021 is opgelost, gaat dit nieuwe werk verder met deze theorie en past het toe op andere filovirussoorten”, legt Zhu uit.

In de nieuwe studie hebben onderzoekers filovirusglycoproteïnen opnieuw ontworpen, zodat ze gefixeerd blijven in hun pre-fusievorm - de vorm die het immuunsysteem nodig heeft om ertegen te reageren. Deze opnieuw ontworpen eiwitten werden vervolgens op het SAPNP-platform van Zhu geplaatst en vormden bolvormige, virusachtige deeltjes bedekt met vele kopieën van de virale antigenen. Biochemische en structurele tests bevestigden dat de deeltjes correct waren samengevoegd en dat de eiwitten eruit zagen zoals bedoeld.

Bij testen op muizen produceerden deze nanodeeltjesvaccins sterke immuunreacties, waaronder antilichamen die verschillende filovirussen zowel konden herkennen als neutraliseren. Bijkomende veranderingen aan de suikers op het eiwitoppervlak brachten extra geconserveerde kwetsbaarheden aan het licht, wat suggereert dat deze aanpak uiteindelijk een uitgebreider, potentieel universeel vaccin tegen deze gevaarlijke familie van virussen zou kunnen ondersteunen.

Voortbouwend op deze resultaten breidt het team van Zhu deze structuurgestuurde, op nanodeeltjes gebaseerde strategie uit naar andere risicovolle pathogenen, waaronder het Lassa-virus en het Nipah-virus. Ze onderzoeken ook nieuwe methoden om het beschermende schild van mucine te verzwakken of te omzeilen om het immuunsysteem nog betere toegang te geven tot kritische virale doelwitten.

“Veel factoren beïnvloeden hoe het immuunsysteem een ​​virus herkent en hierop reageert”, voegt Zhu toe. “Het vangen van het antigeen in zijn prefusievorm kan je misschien 60% van de weg daarheen brengen. Maar veel virussen – waaronder HIV en filovirussen – zijn omgeven door een dicht glycaanschild. Als het immuunsysteem deze bescherming niet kan doorzien, zal zelfs het best ontworpen vaccin geen volledige bescherming bieden. Het overwinnen van deze ‘mantel van onzichtbaarheid’ is een van onze volgende grote doelen.’

Naast Zhu omvatten de auteurs van de studie, “Rationeel ontwerp van de volgende generatie filovirusvaccins die glycoproteïnestabilisatie en nanodeeltjesbeeldvorming met glycaanmodificatie combineren”, Yi-Zong Lee, Yi-Nan Zhang, Garrett Ward, Sarah Auclair, Connor DesRoberts, Andrew Ward, Robyn Stanfield, Linling He en Ian Wilson van Scripps Research; Maddy Newby, Joel Allen en Max Crispin van de Universiteit van Southampton; en Keegan Braz Gomes van Uvax Bio.

De studie werd ondersteund door Uvax Bio, LLC en de National Institutes of Health. Uvax Bio, een spin-off vaccinbedrijf van Scripps Research, gebruikt eigen platformtechnologie die in het laboratorium van Zhu is uitgevonden om profylactische vaccins tegen verschillende infectieziekten te ontwikkelen en op de markt te brengen.

Bronnen: