Ny vaccine lover bred beskyttelse mod SARS-CoV-2 og andre sarbecovirus

Ny vaccine lover bred beskyttelse mod SARS-CoV-2 og andre sarbecovirus

Forskere ved Georgia Institute of Technology og University of Wisconsin, USA, har udviklet en bredspektret vaccine, der kan beskytte mod varianter af alvorligt akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) og flagermus-sarbecovirus.

Undersøgelsen er publiceret i tidsskriftetNaturkommunikation.

baggrund

Svært akut respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) er den senest opståede beta-coronavirus, der er ansvarlig for den ødelæggende coronavirus sygdom 2019 (COVID-19) pandemi.

SARS-CoV-2 indeholder spike glycoprotein på overfladen, der interagerer med værtscellemembranreceptoren angiotensin-konverterende enzym 2 (ACE2) for at lette viral adgang. Dette gør spikeprotein til et afgørende mål for vaccineudvikling.

Under pandemien er der udviklet adskillige vacciner for at bremse overførslen af ​​SARS-CoV-2 og dets stærkt muterede varianter. Den bivalente Pfizer-BioNTech-vaccine er en af ​​de opdaterede variantspecifikke formuleringer med høj beskyttende effekt mod en række SARS-CoV-2-varianter.

Ud over fremkomsten af ​​en bred vifte af SARS-CoV-2-varianter er et omfattende reservoir af ACE2-bindende sarbecovirus blevet identificeret i flagermus, hvilket fremhæver behovet for udvikling af pan-sarbecovirus og pan-betacoronavirus vacciner.

I denne undersøgelse udviklede forskere bivalente og trivalente vaccineformuleringer ved hjælp af en spike protein nanopartikel platform og validerede disse formuleringer i hamstere.

Vaccine design

Forskerne havde tidligere udviklet en nanopartikelbaseret vaccine, der har flere kopier af SARS-CoV-2 spikeproteinet og viste høje beskyttende virkninger mod SARS-CoV-2 hos hamstere. I den aktuelle undersøgelse brugte de denne spike protein nanopartikel platform til at udvikle en cocktailvaccine mod klasse 1 humane ACE2-bindende sarbecovirus med pandemisk potentiale.

De udviklede en række nanopartikelplatforme, der hver præsenterede et enkelt spidsprotein fra forskellige sarbecovirus (originalt SARS-CoV-2 spidsprotein; fire Omicron-varianter BA.1, BA.5, BA.2.75.2, XBB; SARS-CoV-2 spidsprotein). 1; og bat CoV SHC014). De bestemte immunogeniciteten af ​​disse formuleringer i hamstere.

De analyserede antigenlandskabet og udvalgte en bivalent (to fremtrædende spidsproteiner) formulering og to trivalente (tre fremtrædende spidsproteiner) formuleringer for at karakterisere deres neutraliserende antistofresponser og beskyttende virkninger hos hamstere inficeret med SARS-CoV-2 omicron-varianter (XBB.1 og BA.5) og flagermus-coronavirus (SHC014 og WIV1).

Validering af vaccineformuleringer

Forskerne immuniserede hamstere med de bivalente eller trivalente vaccineformuleringer indeholdende Alhydrogel som adjuvans. De immuniserede også en separat gruppe hamstere med den bivalente Pfizer-BioNTech-vaccine som en positiv kontrol.

Analyse af humorale immunresponser afslørede, at alle tre formuleringer var i stand til effektivt at inducere neutraliserende antistoftitre mod den forfædres SARS-CoV-2 og Omicron-varianten BA.5.

To trivalente vacciner indeholdende en ekstra Omicron-stamme resulterede i robuste neutraliserende titere mod den seneste Omicron-variant, XBB.1. Den bivalente vaccine viste imidlertid reduceret neutraliserende effektivitet mod XBB.1-varianten.

Med hensyn til flagermus-coronavirus viste alle tre formuleringer tilsvarende neutraliserende virkning mod SHC014 og WIV1. I modsætning hertil formåede den bivalente Pfizer-BioNTech-vaccine ikke at inducere påviselige neutraliserende antistoftitre mod nogen af ​​de testede coronavirus.

To doser Pfizer-vaccine indeholdende 30 mikrogram spikeprotein bruges typisk til at immunisere mennesker. Imidlertid blev der kun udført en enkelt immunisering med 10 mikrogram spidsprotein hos hamstere. Dette kunne forklare manglen på neutraliserende titere hos hamstere immuniseret med Pfizer-vaccinen.

Forskerne testede også de beskyttende virkninger af tre vaccineformuleringer i hamstere inficeret med Omicron-varianterne BA.5 og XBB.1 seks uger efter immunisering. Tre dage efter eksponering for virussen testede de virustitrene i lungerne.

Resultaterne viste, at alle tre formuleringer kan give fuldstændig beskyttelse mod både BA.5 og XXB.1 varianterne. Der blev ikke observeret nogen påviselige virustitre i lungerne hos immuniserede hamstere.

Selvom den bivalente formulering producerede betydeligt lavere neutraliserende titere mod XBB.1, beskyttede den hamsterne fuldstændigt mod XBB.1. En enkelt immunisering med Pfizer-vaccinen kunne dog ikke give fuldstændig beskyttelse mod BA.5 og XBB.1.

Forskerne undersøgte også den beskyttende effekt af deres trivalente formulering mod flagermus-coronavirus. De fandt ud af, at de immuniserede hamstere ikke havde nogen påviselige virustitere i deres lunger, hvilket indikerer fuldstændig beskyttelse.

ENSDS-PAGE karakterisering af biotinylerede S-proteiner. Den ubehandlede gel er vist i den supplerende figur.3. Denne gel blev testet to gange med det samme præparat for hver prøve med lignende resultater.bSkematisk fremstilling af bindingen af ​​forskellige biotinylerede S-proteiner til MS2-SA. (MS2: lysegrå, PDB 2MS2; SA: mørkegrå, PDB 3RY2; S: grøn/orange/lilla, PDB 6VSB) (C) SDS-PAGE gel fra S og VLP-S til 614D, BA.2.75.2, XBB og SHC014. Hver VLP-S blev kogt for at ødelægge streptavidin-biotin-konjugationen. Den ubehandlede gel er vist i den supplerende figur.3. Denne gel blev testet to gange med det samme præparat for hver prøve med lignende resultater.DKarakterisering af VLP-614D-S (orange), VLP-SHC014-S (grøn), VLP-BA.2.75.2-S (rød) og VLP-XBB-S (cyan) ved dynamisk lysspredning.eKarakterisering af binding af ACE2-Fc og S2P6 antistoffer til alle VLP-S. (Middel ± SD, n = 3: en uafhængig test med tre tekniske replikater). Søjlefarven identificerer hver VLP-S-prøve (VLP-614D-S: orange; VLP-BA.1-S: mørkeblå; VLP-BA.5-S: brun; VLP-XBB-S: cyan; VLP-BA. 2.75.2: rød; VLP-SARS-CoV-1-S: lilla; VLP-SHC01; kun VLP-SHC01;FKarakterisering af VLP-XBB-S, VLP-614D-S, VLP-BA.2.75.2-S og VLP-SHC014-S ved negativ farvetransmissionselektronmikroskopi. Pilespidser ▲ angiver S-proteiner på VLP-overfladen, med hvide pilespidser, der angiver lige-op-spidsproteiner, og røde pilespidser, der angiver hældende spidsproteiner. For hver prøve blev mindst 70 billeder fra et VLP-S præparat indsamlet og analyseret med lignende resultater.

Studiens betydning

Den trivalente spidsproteinnanopartikelformulering, der er udviklet i undersøgelsen, viser høj effektivitet til at fremkalde et bredt neutraliserende antistofrespons mod SARS-CoV-1 og SARS-CoV-2-relaterede sarbecovirus.

Ravi Kane, en af ​​avisens tilsvarende forfattere, forklarede: "Denne vaccine kan beskytte ikke kun mod den nuværende stamme, der cirkulerer i år, men også mod fremtidige varianter."

Dette lyder som et andet mRNA-lægemiddel forklædt under dække af det nyligt definerede ord "vaccine." "Vaccine" plejede at betyde noget andet, nemlig immunitet og omfattende test, før regeringen omdefinerede det til at betyde noget, der sagde, at det virkede eller endda var sikkert.

Kilder: