Novo cjepivo obećava široku zaštitu od SARS-CoV-2 i drugih sarbekovirusa

Novo cjepivo obećava široku zaštitu od SARS-CoV-2 i drugih sarbekovirusa

Znanstvenici s Georgia Institute of Technology i Sveučilišta Wisconsin, SAD, razvili su cjepivo širokog spektra koje može zaštititi od varijanti teškog akutnog respiratornog sindroma coronavirus 2 (SARS-CoV-2) i sarbecovirusa šišmiša.

Studija je objavljena u časopisuKomunikacija s prirodom.

pozadina

Koronavirus 2 teškog akutnog respiratornog sindroma (SARS-CoV-2) najnoviji je beta koronavirus koji je odgovoran za razornu pandemiju koronavirusne bolesti 2019. (COVID-19).

SARS-CoV-2 sadrži šiljasti glikoprotein na svojoj površini koji stupa u interakciju s receptorom angiotenzin-konvertirajućeg enzima 2 (ACE2) na membrani stanice domaćina kako bi olakšao ulazak virusa. To čini spike protein ključnom metom za razvoj cjepiva.

Tijekom pandemije razvijeno je nekoliko cjepiva za suzbijanje prijenosa SARS-CoV-2 i njegovih visoko mutiranih varijanti. Dvovalentno cjepivo Pfizer-BioNTech jedna je od ažuriranih formulacija specifičnih za varijante s visokom zaštitnom učinkovitošću protiv niza varijanti SARS-CoV-2.

Uz pojavu širokog spektra varijanti SARS-CoV-2, kod šišmiša je identificiran opsežan rezervoar sarbekovirusa koji vežu ACE2, što naglašava potrebu za razvojem cjepiva protiv pan-sarbekovirusa i pan-betakoronavirusa.

U ovoj studiji znanstvenici su razvili dvovalentne i trovalentne formulacije cjepiva koristeći platformu nanočestica šiljastih proteina i potvrdili te formulacije na hrčcima.

Dizajn cjepiva

Znanstvenici su prethodno razvili cjepivo na bazi nanočestica koje ima višestruke kopije SARS-CoV-2 spike proteina i pokazalo je visoke zaštitne učinke protiv SARS-CoV-2 kod hrčaka. U trenutnoj studiji koristili su ovu platformu nanočestica šiljastih proteina za razvoj koktel cjepiva protiv klase 1 ljudskih sarbekovirusa koji vežu ACE2 s pandemijskim potencijalom.

Razvili su niz platformi nanočestica, od kojih svaka predstavlja jedan šiljasti protein iz različitih sarbekovirusa (izvorni šiljasti protein SARS-CoV-2; četiri Omicron varijante BA.1, BA.5, BA.2.75.2, XBB; šiljasti protein SARS-CoV-2). 1; i šišmiš CoV SHC014). Odredili su imunogenost ovih formulacija kod hrčaka.

Analizirali su antigenski krajolik i odabrali dvovalentnu (dva istaknuta šiljasta proteina) formulaciju i dvije trovalentne (tri istaknuta šiljasta proteina) formulaciju kako bi karakterizirali njihove reakcije neutralizirajućih protutijela i zaštitne učinke u hrčaka zaraženih SARS-CoV-2 omikronskim varijantama (XBB.1 i BA.5) i koronavirusima šišmiša (SHC014 i WIV1).

Validacija formulacija cjepiva

Znanstvenici su imunizirali hrčke dvovalentnim ili trovalentnim formulacijama cjepiva koje sadrže Alhidrogel kao adjuvans. Također su imunizirali zasebnu skupinu hrčaka dvovalentnim Pfizer-BioNTech cjepivom kao pozitivnom kontrolom.

Analiza humoralnih imunoloških odgovora otkrila je da su sve tri formulacije mogle učinkovito inducirati neutralizirajuće titre antitijela protiv predačkog SARS-CoV-2 i Omicron varijante BA.5.

Dva trovalentna cjepiva koja sadrže dodatni soj Omicron rezultirala su snažnim neutralizirajućim titrima protiv najnovije varijante Omicron, XBB.1. Međutim, dvovalentno cjepivo pokazalo je smanjenu neutralizirajuću učinkovitost protiv varijante XBB.1.

Što se tiče koronavirusa šišmiša, sve tri formulacije pokazale su jednaku neutralizirajuću učinkovitost protiv SHC014 i WIV1. Nasuprot tome, dvovalentno cjepivo Pfizer-BioNTech nije uspjelo inducirati mjerljive titre neutralizirajućih protutijela ni protiv jednog od testiranih koronavirusa.

Dvije doze Pfizerovog cjepiva koje sadrže 30 mikrograma spike proteina obično se koriste za imunizaciju ljudi. Međutim, kod hrčaka je provedena samo jedna imunizacija s 10 mikrograma spike proteina. To bi moglo objasniti nedostatak neutralizirajućih titara kod hrčaka imuniziranih Pfizerovim cjepivom.

Znanstvenici su također testirali zaštitne učinke tri formulacije cjepiva na hrčcima zaraženim Omikronom varijantama BA.5 i XBB.1 šest tjedana nakon imunizacije. Tri dana nakon izlaganja virusu testirali su titre virusa u plućima.

Rezultati su pokazali da sve tri formulacije mogu pružiti potpunu zaštitu i protiv varijanti BA.5 i XXB.1. U plućima imuniziranih hrčaka nisu uočeni nikakvi mjerljivi titri virusa.

Iako je dvovalentna formulacija proizvela znatno niže neutralizirajuće titre protiv XBB.1, u potpunosti je zaštitila hrčke od XBB.1. Međutim, jedna imunizacija Pfizerovim cjepivom ne može pružiti potpunu zaštitu protiv BA.5 i XBB.1.

Znanstvenici su također ispitali zaštitni učinak njihove trovalentne formulacije protiv koronavirusa šišmiša. Otkrili su da imunizirani hrčci nisu imali mjerljive titre virusa u plućima, što ukazuje na potpunu zaštitu.

ASDS-PAGE karakterizacija biotiniliranih S proteina. Neobrađeni gel prikazan je na dodatnoj slici.3. Ovaj gel je testiran dva puta s istim preparatom za svaki uzorak, sa sličnim rezultatima.bShematski prikaz vezanja različitih biotiniliranih S proteina na MS2-SA. (MS2: svijetlo siva, PDB 2MS2; SA: tamno siva, PDB 3RY2; S: zelena/narančasta/ljubičasta, PDB 6VSB) (C) SDS-PAGE gel iz S i VLP-S za 614D, BA.2.75.2, XBB i SHC014. Svaki VLP-S je kuhan da se uništi konjugacija streptavidin-biotin. Neobrađeni gel prikazan je na dodatnoj slici.3. Ovaj gel je testiran dva puta s istim preparatom za svaki uzorak, sa sličnim rezultatima.DKarakterizacija VLP-614D-S (narančasto), VLP-SHC014-S (zeleno), VLP-BA.2.75.2-S (crveno) i VLP-XBB-S (cijan) dinamičkim raspršenjem svjetlosti.eKarakterizacija vezanja ACE2-Fc i S2P6 antitijela na sve VLP-S. (Prosjek ± SD, n = 3: neovisni test s tri tehnička ponavljanja). Boja trake identificira svaki VLP-S uzorak (VLP-614D-S: narančasta; VLP-BA.1-S: tamnoplava; VLP-BA.5-S: smeđa; VLP-XBB-S: cijan; VLP-BA. 2.75.2: crvena; VLP-SARS-CoV-1-S: ljubičasta; VLP-SHC014-S: zelena; samo VLP.FKarakterizacija VLP-XBB-S, VLP-614D-S, VLP-BA.2.75.2-S i VLP-SHC014-S pomoću transmisione elektronske mikroskopije s negativnom mrljom. Strelice ▲ označavaju S proteine ​​na površini VLP-a, s bijelim vrhovima strelica koji označavaju proteine ​​s ravnim šiljcima, a crvenim vrhovima strelica koji označavaju proteine ​​s nagnutim šiljcima. Za svaki uzorak prikupljeno je i analizirano najmanje 70 slika iz preparata VLP-S, sa sličnim rezultatima.

Važnost studije

Formulacija nanočestica trovalentnog šiljastog proteina razvijena u studiji pokazuje visoku učinkovitost u izazivanju širokog neutralizirajućeg odgovora protutijela protiv sarbekovirusa povezanih sa SARS-CoV-1 i SARS-CoV-2.

Ravi Kane, jedan od dopisnih autora novina, objasnio je: "Ovo cjepivo može zaštititi ne samo od trenutnog soja koji cirkulira ove godine, već i od budućih varijanti."

Ovo zvuči kao još jedan mRNA lijek prerušen pod krinkom novodefinirane riječi "cjepivo". "Cjepivo" je nekada značilo nešto drugo, naime imunitet i opsežna testiranja, prije nego što ga je vlada redefinirala da znači sve što govori djeluje li ili je čak sigurno.

Izvori: