Uusi rokote lupaa laajan suojan SARS-CoV-2:ta ja muita sarbekoviruksia vastaan

Uusi rokote lupaa laajan suojan SARS-CoV-2:ta ja muita sarbekoviruksia vastaan

Georgia Institute of Technologyn ja Wisconsinin yliopiston (USA) tutkijat ovat kehittäneet laajakirjoisen rokotteen, joka voi suojata vakavan akuutin hengitystieoireyhtymän koronavirus 2:n (SARS-CoV-2) muunnelmilta ja lepakoiden sarbekoviruksilta.

Tutkimus on julkaistu lehdessäLuontoviestintä.

tausta

Vaikea akuutti hengitystieoireyhtymä koronavirus 2 (SARS-CoV-2) on viimeksi ilmaantunut beta-koronavirus, joka on vastuussa tuhoisasta koronavirustaudin 2019 (COVID-19) pandemiasta.

SARS-CoV-2 sisältää pinnallaan piikkiglykoproteiinia, joka on vuorovaikutuksessa isäntäsolukalvoreseptorin angiotensiinia konvertoivan entsyymin 2 (ACE2) kanssa helpottaen viruksen sisäänpääsyä. Tämä tekee piikkiproteiinista tärkeän kohteen rokotteiden kehittämisessä.

Pandemian aikana on kehitetty useita rokotteita SARS-CoV-2:n ja sen erittäin mutatoituneiden varianttien leviämisen hillitsemiseksi. Kaksiarvoinen Pfizer-BioNTech-rokote on yksi päivitetyistä varianttikohtaisista formulaatioista, jolla on korkea suojateho useita SARS-CoV-2-variantteja vastaan.

Sen lisäksi, että on ilmaantunut laaja valikoima SARS-CoV-2-variantteja, lepakoista on tunnistettu laaja ACE2:ta sitovien sarbekovirusten säiliö, mikä korostaa tarvetta kehittää pan-sarbecovirus- ja pan-betacoronavirus-rokotteita.

Tässä tutkimuksessa tutkijat kehittivät kaksi- ja kolmiarvoisia rokoteformulaatioita käyttämällä piikkiproteiininanohiukkasalustaa ja validoivat nämä formulaatiot hamstereissa.

Rokotteen suunnittelu

Tutkijat olivat aiemmin kehittäneet nanopartikkeleihin perustuvan rokotteen, jossa on useita kopioita SARS-CoV-2-piikkiproteiinista ja joka osoitti korkeaa suojaavaa vaikutusta SARS-CoV-2:ta vastaan ​​hamstereissa. Tässä tutkimuksessa he käyttivät tätä piikkiproteiininanohiukkasalustaa kehittääkseen cocktailrokotteen luokan 1 ihmisen ACE2:ta sitovia sarbekoviruksia vastaan, joilla on pandemiapotentiaalia.

He kehittivät sarjan nanohiukkasalustoja, joista jokainen esitti yhden piikkiproteiinin eri sarbekoviruksista (alkuperäinen SARS-CoV-2-piikkiproteiini; neljä Omicron-varianttia BA.1, BA.5, BA.2.75.2, XBB; SARS-CoV-2-piikkiproteiini). 1; ja lepakko CoV SHC014). He määrittelivät näiden formulaatioiden immunogeenisyyden hamstereissa.

He analysoivat antigeenimaisemaa ja valitsivat kaksiarvoisen (kaksi näkyvää piikkiproteiinia) ja kaksi kolmiarvoista (kolme näkyvää piikkiproteiinia) formulaatiota karakterisoidakseen niiden neutraloivia vasta-ainevasteita ja suojaavia vaikutuksia hamstereissa, jotka olivat infektoituneet SARS-CoV-2:n omikronimuunnoksilla (XBB.1 ja BA.5) ja lepakon koronaviruksilla (WHC1014).

Rokoteformulaatioiden validointi

Tutkijat immunisoivat hamstereita bivalenttisilla tai kolmiarvoisilla rokoteformulaatioilla, jotka sisälsivät adjuvanttina Alhydrogeeliä. He myös immunisoivat erillisen ryhmän hamstereita kaksiarvoisella Pfizer-BioNTech-rokotteella positiivisena kontrollina.

Humoraalisten immuunivasteiden analyysi paljasti, että kaikki kolme formulaatiota pystyivät tehokkaasti indusoimaan neutraloivia vasta-ainetiittereitä esi-isän SARS-CoV-2:ta ja Omicron-varianttia BA.5 vastaan.

Kaksi kolmiarvoista rokotetta, jotka sisälsivät ylimääräisen Omicron-kannan, johtivat vankoihin neutraloiviin tiittereihin viimeisintä Omicron-varianttia, XBB.1:tä vastaan. Kaksiarvoinen rokote osoitti kuitenkin vähentynyttä neutraloivaa tehokkuutta XBB.1-varianttia vastaan.

Lepakkokoronavirusten osalta kaikki kolme formulaatiota osoittivat vastaavan neutraloivan tehon SHC014:ää ja WIV1:tä vastaan. Sitä vastoin Pfizer-BioNTechin kaksiarvoinen rokote ei onnistunut indusoimaan havaittavia neutraloivia vasta-ainetiittereitä mitään testattua koronavirusta vastaan.

Ihmisten immunisointiin käytetään tyypillisesti kahta annosta Pfizer-rokotteita, jotka sisältävät 30 mikrogrammaa piikkiproteiinia. Hamstereilla suoritettiin kuitenkin vain yksi immunisaatio 10 mikrogrammalla piikkiproteiinia. Tämä saattaa selittää neutraloivien tiitterien puutteen hamstereissa, jotka on immunisoitu Pfizer-rokotteella.

Tutkijat testasivat myös kolmen rokoteformulaation suojaavia vaikutuksia hamstereissa, jotka olivat infektoituneet Omicron-variantilla BA.5 ja XBB.1 kuusi viikkoa immunisoinnin jälkeen. Kolme päivää virukselle altistumisen jälkeen he testasivat virustiitterit keuhkoissa.

Tulokset osoittivat, että kaikki kolme formulaatiota voivat tarjota täydellisen suojan sekä BA.5- että XXB.1-variantteja vastaan. Immunisoitujen hamstereiden keuhkoissa ei havaittu havaittavia virustiittereitä.

Vaikka kaksiarvoinen formulaatio tuotti merkittävästi alhaisemmat neutralointitiitterit XBB.1:tä vastaan, se suojasi hamstereita täysin XBB.1:ltä. Yksittäinen immunisaatio Pfizer-rokotteella ei kuitenkaan voinut tarjota täydellistä suojaa BA.5:tä ja XBB.1:tä vastaan.

Tutkijat tutkivat myös kolmenarvoisen formulaation suojaavaa vaikutusta lepakoiden koronaviruksia vastaan. He havaitsivat, että immunisoiduilla hamstereilla ei ollut havaittavissa olevia virustiittereitä keuhkoissaan, mikä viittaa täydelliseen suojaukseen.

ABiotinyloitujen S-proteiinien SDS-PAGE-karakterisointi. Käsittelemätön geeli on esitetty lisäkuvassa.3. Tämä geeli testattiin kahdesti samalla valmisteella kullekin näytteelle samanlaisilla tuloksilla.bKaavioesitys erilaisten biotinyloitujen S-proteiinien sitoutumisesta MS2-SA:han. (MS2: vaaleanharmaa, PDB 2MS2; SA: tummanharmaa, PDB 3RY2; S: vihreä/oranssi/violetti, PDB 6VSB) (C) SDS-PAGE-geeli S:ltä ja VLP-S:lle 614D:lle, BA.2.75.2:lle, XBB:lle ja SHC014:lle. Jokainen VLP-S keitettiin streptavidiini-biotiinikonjugaation tuhoamiseksi. Käsittelemätön geeli on esitetty lisäkuvassa.3. Tämä geeli testattiin kahdesti samalla valmisteella kullekin näytteelle samanlaisilla tuloksilla.DVLP-614D-S (oranssi), VLP-SHC014-S (vihreä), VLP-BA.2.75.2-S (punainen) ja VLP-XBB-S (syaani) karakterisointi dynaamisella valonsironnalla.eACE2-Fc- ja S2P6-vasta-aineiden sitoutumisen karakterisointi kaikkiin VLP-S:iin. (Keskiarvo ± SD, n = 3: riippumaton testi, jossa on kolme teknistä toistoa). Palkin väri identifioi jokaisen VLP-S-näytteen (VLP-614D-S: oranssi; VLP-BA.1-S: tummansininen; VLP-BA.5-S: ruskea; VLP-XBB-S: syaani; VLP-BA. 2.75.2: punainen; VLP-SARS-CoV-1-S: vihreäFVLP-XBB-S:n, VLP-614D-S:n, VLP-BA.2.75.2-S:n ja VLP-SHC014-S:n karakterisointi negatiivisen värjäytyselektronimikroskoopin avulla. Nuolenpäät ▲ osoittavat S-proteiineja VLP-pinnalla, valkoiset nuolenpäät osoittavat suoraan ylöspäin suuntautuvia piikkiproteiineja ja punaiset nuolenpäät osoittavat kallistettuja piikkiproteiineja. Jokaisesta näytteestä kerättiin vähintään 70 kuvaa VLP-S-valmisteesta ja analysoitiin samoilla tuloksilla.

Tutkimuksen tärkeys

Tutkimuksessa kehitetty kolmiarvoinen piikkiproteiinin nanopartikkeliformulaatio osoittaa korkean tehokkuuden saamaan aikaan laajalti neutraloivan vasta-ainevasteen SARS-CoV-1- ja SARS-CoV-2-sukuisia sarbekoviruksia vastaan.

Ravi Kane, yksi paperin vastaavista kirjoittajista, selitti: "Tämä rokote voi suojata paitsi nykyiseltä tänä vuonna kiertävältä kannalta myös tulevilta muunnelmilta."

Tämä kuulostaa toiselta mRNA-lääkkeeltä, joka on naamioitu äskettäin määritellyn sanan "rokote" alle. "Rokote" tarkoitti aiemmin jotain erilaista, nimittäin immuniteettia ja laajaa testausta, ennen kuin hallitus määritteli sen uudelleen tarkoittamaan kaikkea, mikä sanoi, toimiiko se tai oliko se jopa turvallista.

Lähteet: