Nye nanopartikkelvaksiner viser løfte mot flere dødelige filovirus

Nye nanopartikkelvaksiner viser løfte mot flere dødelige filovirus

Filovirus får navnet sitt fra det latinske ordet "filum", som betyr "tråd", en referanse til deres lange, trådlignende form. Denne familien av virus inneholder noen av de farligste patogenene vitenskapen kjenner til, inkludert ebola-, Sudan-, Bundibugyo- og Marburg-virus. En grunn til at disse virusene fortsatt er så dødelige er ustabiliteten til overflateproteinene deres, som gjør det vanskelig for immunforsvaret vårt å gjenkjenne dem og vanskelig for forskere å bekjempe dem med behandlinger eller vaksiner.

Vel, aNaturkommunikasjonPublisert 12. desember 2025, studien (for øyeblikket en publisert artikkel) av Scripps Research-forskere beskriver nye vaksinekandidater designet for å beskytte mot flere filovirusstammer. Disse vaksinene viser filovirusoverflateproteiner på konstruerte selvmonterende proteinnanopartikler (SApNP), og hjelper immunsystemet bedre å gjenkjenne og reagere på viruset. I musestudier utløste nanopartikler sterke antistoffresponser mot flere filovirus, og viste en lovende vei til bredere og mer effektiv beskyttelse for denne farlige familien av virus.

Filovirus krever bedre løsninger – utbruddene har vært ødeleggende og resultert i ekstremt høy dødelighet. I løpet av det siste tiåret har jeg brukt min fysikkbakgrunn for å mestre proteindesign. Målet mitt er å utvikle en universaldesignplan for alle store virusfamilier, slik at når et nytt utbrudd oppstår, har vi allerede en klar-til-bruk-strategi."

Jiang Zhu, seniorforfatter, professor ved Institutt for integrativ strukturell og beregningsbiologi, Scripps Research

Zhus neste generasjons vaksineinnsats fokuserer på virale overflateglykoproteiner - proteinene som virus bruker for å komme inn i celler og som immunsystemet må målrette for beskyttelse. Teamet hans bruker en tilnærming kalt "rasjonell, strukturbasert design" som undersøker disse glykoproteinene i minste detalj, konstruerer stabile, velformede versjoner og transporterer dem på virusformede proteinsfærer - SAPNP-ene - som pålitelig utløser sterke immunresponser.

Teamet har allerede brukt denne vaksineplattformen på virus som HIV-1, hepatitt C, RSV, hMPV og influensa. Filovirus var den neste store utfordringen.

Filovirus som Ebola-virus (EBOV) og Marburg-virus (MARV) kan forårsake viral hemorragisk feber med en dødelighet på opptil 90 %. Under ebolaepidemien 2013-2016 i Vest-Afrika døde mer enn 11 000 mennesker og over 28 000 ble smittet. Selv om to vaksiner er godkjent mot ebola, gir ingen vaksine omfattende beskyttelse mot hele filovirusfamilien.

Dette skyldes delvis overflateglykoproteinene til filoviruset. Disse proteinene er iboende ustabile, og deres sårbare områder – epitoper – er skjult under et tykt lag med glykaner, og danner en molekylær "usynlighetskappe". I prefusjonstilstanden (før viruset kommer inn i en celle), gjør denne beskyttelsen det vanskeligere for immunceller å gjenkjenne viruset. Når viruset smelter sammen med en celle, foldes glykoproteinet tilbake til en postfusjonsform, noe som ytterligere kompliserer immunforsvaret.

I 2021 tok Zhus team opp dette problemet i en studie publisert iNaturkommunikasjonhvor de kartla strukturen til ebola-glykoproteinet i detalj og utviklet en strategi for å stabilisere det. Ved å fjerne de mucinrike segmentene skapte de en renere, mer tilgjengelig versjon av proteinet – en som var lettere for immunsystemet å gjenkjenne og i stand til å generere sterkere, mer nyttige antistoffresponser.

"Etter å ha løst ebolaproblemet i 2021, tar dette nye arbeidet denne teorien videre og bruker den på flere filovirusarter," forklarer Zhu.

I den nye studien redesignet forskerne filovirusglykoproteiner slik at de forblir fikserte i pre-fusjonsformen - formen immunsystemet trenger for å gjenkjenne og montere en respons mot det. Disse redesignede proteinene ble deretter plassert på Zhus SAPNP-plattform, og dannet sfæriske, viruslignende partikler belagt med mange kopier av de virale antigenene. Biokjemiske og strukturelle tester bekreftet at partiklene ble satt sammen riktig og at proteinene så ut som tiltenkt.

Når de ble testet i mus, ga disse nanopartikkelvaksinene sterke immunresponser, inkludert antistoffer som både kunne gjenkjenne og nøytralisere flere forskjellige filovirus. Ytterligere endringer i sukkerene på proteinoverflaten avslørte ytterligere bevarte sårbarheter, noe som tyder på at denne tilnærmingen til slutt kan støtte en mer omfattende, potensielt universell vaksine mot denne farlige familien av virus.

Basert på disse resultatene, utvider Zhus team denne strukturdrevne, nanopartikkelbaserte strategien til andre høyrisikopatogener, inkludert Lassa-virus og Nipah-virus. De forsker også på nye metoder for å svekke eller omgå mucinbeskyttende skjold for å gi immunsystemet enda bedre tilgang til kritiske virale mål.

"Mange faktorer påvirker hvordan immunsystemet gjenkjenner et virus og setter i gang en respons," legger Zhu til. "Ved å fange antigenet i prefusjonsformen kan det komme deg 60 % av veien dit. Men mange virus – inkludert HIV og filovirus – er omgitt av et tett glykanskjold. Hvis immunsystemet ikke kan se gjennom denne beskyttelsen, vil ikke selv den best utformede vaksinen gi fullstendig beskyttelse. Å overvinne denne 'usynlighetens kappe' er et av våre neste store mål."

I tillegg til Zhu, forfattere av studien, "Rasjonell utforming av neste generasjons filovirusvaksiner som kombinerer glykoproteinstabilisering og nanopartikkelavbildning med glykanmodifikasjon," inkluderer Yi-Zong Lee, Yi-Nan Zhang, Garrett Ward, Sarah Auclair, Connor DesRoberts, Andrew Ward, Robyn Stanfield, Linson I og Research Willing He; Maddy Newby, Joel Allen og Max Crispin fra University of Southampton; og Keegan Braz Gomes fra Uvax Bio.

Studien ble støttet av Uvax Bio, LLC og National Institutes of Health. Uvax Bio, et spinoff-vaksineselskap fra Scripps Research, bruker proprietær plattformteknologi oppfunnet i Zhus laboratorium for å utvikle og kommersialisere profylaktiske vaksiner mot ulike infeksjonssykdommer.

Kilder: