Noile vaccinuri cu nanoparticule sunt promițătoare împotriva mai multor filovirusuri mortale

Noile vaccinuri cu nanoparticule sunt promițătoare împotriva mai multor filovirusuri mortale

Filovirusurile își iau numele de la cuvântul latin „filum”, care înseamnă „fir”, o referire la forma lor lungă, asemănătoare unui fir. Această familie de viruși conține unii dintre cei mai periculoși agenți patogeni cunoscuți de știință, inclusiv virusurile Ebola, Sudan, Bundibugyo și Marburg. Unul dintre motivele pentru care acești viruși sunt încă atât de mortali este instabilitatea proteinelor lor de suprafață, ceea ce face dificil pentru sistemul nostru imunitar să le recunoască și dificil pentru cercetători să le combată cu tratamente sau vaccinuri.

Ei bine, aComunicarea naturiiPublicat pe 12 decembrie 2025, studiul (în prezent un articol publicat) de către oamenii de știință Scripps Research descrie noi candidați de vaccin concepute pentru a proteja împotriva mai multor tulpini de filovirus. Aceste vaccinuri afișează proteine ​​de suprafață filovirus pe nanoparticule proteice auto-asamblate (SApNPs), ajutând sistemul imunitar să recunoască și să răspundă mai bine la virus. În studiile la șoareci, nanoparticulele au declanșat răspunsuri puternice de anticorpi la mai multe filovirusuri, arătând o cale promițătoare către o protecție mai largă și mai eficientă pentru această familie periculoasă de viruși.

Filovirusurile necesită soluții mai bune – focarele au fost devastatoare și au dus la rate de mortalitate extrem de ridicate. În ultimul deceniu, mi-am aplicat experiența în fizică pentru a stăpâni proiectarea proteinelor. Scopul meu este să dezvolt un model de design universal pentru fiecare familie majoră de virusuri, astfel încât, atunci când apare un nou focar, să avem deja o strategie gata de utilizat.”

Jiang Zhu, autor principal, profesor la Departamentul de Biologie Integrativă Structurală și Computațională, Scripps Research

Efortul de vaccinare de generație următoare al lui Zhu se concentrează pe glicoproteinele virale de suprafață - proteinele pe care virușii le folosesc pentru a pătrunde în celule și pe care sistemul imunitar trebuie să le ținte pentru protecție. Echipa sa folosește o abordare numită „proiectare rațională, bazată pe structură”, care examinează aceste glicoproteine ​​în detaliu, construind versiuni stabile, bine formate și transportându-le pe sfere proteice în formă de virus - SAPNP-urile - care declanșează în mod fiabil răspunsuri imune puternice.

Echipa a aplicat deja această platformă de vaccin la viruși precum HIV-1, hepatita C, RSV, hMPV și gripa. Filovirusurile au fost următoarea mare provocare.

Filovirusurile precum virusul Ebola (EBOV) și virusul Marburg (MARV) pot provoca febră hemoragică virală cu o rată a mortalității de până la 90%. În timpul epidemiei de Ebola din 2013-2016 din Africa de Vest, peste 11.000 de oameni au murit și peste 28.000 au fost infectați. Deși două vaccinuri au fost aprobate împotriva Ebola, niciun vaccin nu oferă protecție completă împotriva întregii familii de filovirus.

Acest lucru se datorează parțial glicoproteinelor de suprafață ale filovirusului. Aceste proteine ​​sunt în mod inerent instabile, iar regiunile lor vulnerabile – epitopi – sunt ascunse sub un strat gros de glicani, formând o „pelerina de invizibilitate” moleculară. În starea de pre-fuziune (înainte ca virusul să intre într-o celulă), această protecție îngreunează recunoașterea virusului de către celulele imune. Odată ce virusul fuzionează cu o celulă, glicoproteina se pliază înapoi într-o formă post-fuziune, complicând și mai mult apărarea imunitară.

În 2021, echipa lui Zhu a abordat această problemă într-un studiu publicat înComunicarea naturiiunde au cartografiat structura glicoproteinei Ebola în detaliu și au dezvoltat o strategie pentru a o stabiliza. Prin eliminarea segmentelor bogate în mucină, au creat o versiune mai curată și mai accesibilă a proteinei - una care a fost mai ușor de recunoscut de către sistemul imunitar și capabilă să genereze răspunsuri cu anticorpi mai puternice și mai utile.

„După rezolvarea problemei Ebola în 2021, această nouă lucrare duce această teorie mai departe și o aplică altor specii de filovirus”, explică Zhu.

În noul studiu, cercetătorii au reproiectat glicoproteinele filovirus, astfel încât acestea să rămână fixate în forma lor pre-fuziune - forma pe care sistemul imunitar are nevoie pentru a recunoaște și pentru a genera un răspuns împotriva acesteia. Aceste proteine ​​reproiectate au fost apoi plasate pe platforma SAPNP a lui Zhu, formând particule sferice, asemănătoare virusului, acoperite cu multe copii ale antigenelor virale. Testele biochimice și structurale au confirmat că particulele au fost asamblate corect și că proteinele au apărut așa cum s-a dorit.

Când au fost testate pe șoareci, aceste vaccinuri cu nanoparticule au produs răspunsuri imune puternice, inclusiv anticorpi care ar putea recunoaște și neutraliza mai multe filovirusuri diferite. Modificările suplimentare aduse zaharurilor de pe suprafața proteinelor au dezvăluit vulnerabilități conservate suplimentare, sugerând că această abordare ar putea susține în cele din urmă un vaccin mai cuprinzător, potențial universal, împotriva acestei familii periculoase de viruși.

Pe baza acestor rezultate, echipa lui Zhu extinde această strategie bazată pe nanoparticule, bazată pe structură, la alți agenți patogeni cu risc ridicat, inclusiv virusul Lassa și virusul Nipah. Ei cercetează, de asemenea, noi metode de a slăbi sau de a ocoli scutul de protecție a mucinei pentru a oferi sistemului imunitar un acces și mai bun la țintele virale critice.

„Mulți factori influențează modul în care sistemul imunitar recunoaște un virus și generează un răspuns”, adaugă Zhu. „Captarea antigenului în forma sa de prefuzie vă poate duce în 60% din drumul până acolo. Dar mulți viruși – inclusiv HIV și filovirusuri – sunt înconjurate de un scut dens de glican. Dacă sistemul imunitar nu poate vedea prin această protecție, chiar și cel mai bine conceput vaccin nu va oferi protecție completă. Depășirea acestei „peletine de invizibilitate” este unul dintre următoarele obiective mari.”

Pe lângă Zhu, autorii studiului, „Proiectarea rațională a vaccinurilor filovirus de ultimă generație care combină stabilizarea glicoproteinei și imagistica nanoparticulelor cu modificarea glicanului”, includ Yi-Zong Lee, Yi-Nan Zhang, Garrett Ward, Sarah Auclair, Connor DesRoberts, Andrew Ward, Robyn Stanfield, Linling He and I Wilson of Scripp Research; Maddy Newby, Joel Allen și Max Crispin de la Universitatea din Southampton; și Keegan Braz Gomes de la Uvax Bio.

Studiul a fost susținut de Uvax Bio, LLC și de National Institutes of Health. Uvax Bio, o companie spin-off de vaccinuri de la Scripps Research, folosește o platformă de tehnologie proprie inventată în laboratorul lui Zhu pentru a dezvolta și comercializa vaccinuri profilactice împotriva diferitelor boli infecțioase.

Surse: