Nieuw vaccin belooft brede bescherming tegen SARS-CoV-2 en andere sarbecovirussen

Nieuw vaccin belooft brede bescherming tegen SARS-CoV-2 en andere sarbecovirussen

Wetenschappers van het Georgia Institute of Technology en de Universiteit van Wisconsin, VS, hebben een breedspectrumvaccin ontwikkeld dat kan beschermen tegen varianten van het ernstige acute respiratoire syndroom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) en vleermuizensarbecovirussen.

Het onderzoek is gepubliceerd in het tijdschriftCommunicatie over de natuur.

achtergrond

Severe Acuut Respiratoir Syndroom Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is het meest recentelijk opgedoken bèta-coronavirus dat verantwoordelijk is voor de verwoestende pandemie van de coronavirusziekte 2019 (COVID-19).

SARS-CoV-2 bevat piekglycoproteïne op het oppervlak dat interageert met het angiotensine-converting enzyme 2 (ACE2) van de gastheercelmembraanreceptor om de toegang van virussen te vergemakkelijken. Dit maakt spike-eiwit tot een cruciaal doelwit voor de ontwikkeling van vaccins.

Tijdens de pandemie zijn er verschillende vaccins ontwikkeld om de overdracht van SARS-CoV-2 en zijn sterk gemuteerde varianten tegen te gaan. Het bivalente vaccin van Pfizer-BioNTech is een van de bijgewerkte variantspecifieke formuleringen met een hoge beschermende werkzaamheid tegen een aantal SARS-CoV-2-varianten.

Naast de opkomst van een breed scala aan SARS-CoV-2-varianten is er bij vleermuizen een uitgebreid reservoir van ACE2-bindende sarbecovirussen geïdentificeerd, wat de noodzaak van de ontwikkeling van pan-sarbecovirus- en pan-betacoronavirusvaccins benadrukt.

In deze studie ontwikkelden wetenschappers bivalente en trivalente vaccinformuleringen met behulp van een platform voor spike-eiwitnanodeeltjes en valideerden deze formuleringen bij hamsters.

Vaccin ontwerp

De wetenschappers hadden eerder een op nanodeeltjes gebaseerd vaccin ontwikkeld dat meerdere kopieën van het SARS-CoV-2-spike-eiwit bevat en hoge beschermende effecten vertoonde tegen SARS-CoV-2 bij hamsters. In de huidige studie gebruikten ze dit platform voor nanodeeltjes met spike-eiwitten om een ​​cocktailvaccin te ontwikkelen tegen klasse 1 menselijke ACE2-bindende sarbecovirussen met pandemisch potentieel.

Ze ontwikkelden een reeks nanodeeltjesplatforms, die elk een enkel spike-eiwit van verschillende sarbecovirussen presenteren (origineel SARS-CoV-2-spike-eiwit; vier Omicron-varianten BA.1, BA.5, BA.2.75.2, XBB; SARS-CoV-2-spike-eiwit). 1; en vleermuis CoV SHC014). Ze bepaalden de immunogeniciteit van deze formuleringen bij hamsters.

Ze analyseerden het antigeenlandschap en selecteerden een bivalente formulering (twee prominente piekeiwitten) en twee trivalente formuleringen (drie prominente piekeiwitten) om hun neutraliserende antilichaamreacties en beschermende effecten te karakteriseren bij hamsters die zijn geïnfecteerd met SARS-CoV-2-omicronvarianten (XBB.1 en BA.5) en vleermuiscoronavirussen (SHC014 en WIV1).

Validatie van vaccinformuleringen

De wetenschappers immuniseerden hamsters met de bivalente of trivalente vaccinformuleringen die Alhydrogel als adjuvans bevatten. Ook immuniseerden ze een aparte groep hamsters met het bivalente Pfizer-BioNTech-vaccin als positieve controle.

Analyse van humorale immuunreacties onthulde dat alle drie de formuleringen effectief neutraliserende antilichaamtiters konden induceren tegen het voorouderlijke SARS-CoV-2 en de Omicron-variant BA.5.

Twee trivalente vaccins die een extra Omicron-stam bevatten, resulteerden in robuuste neutraliserende titers tegen de nieuwste Omicron-variant, XBB.1. Het bivalente vaccin vertoonde echter een verminderde neutraliserende effectiviteit tegen de XBB.1-variant.

Met betrekking tot vleermuiscoronavirussen vertoonden alle drie de formuleringen een gelijkwaardige neutraliserende werkzaamheid tegen SHC014 en WIV1. Daarentegen slaagde het bivalente vaccin van Pfizer-BioNTech er niet in om detecteerbare neutraliserende antilichaamtiters te induceren tegen een van de geteste coronavirussen.

Twee doses Pfizer-vaccin met 30 microgram spike-eiwit worden doorgaans gebruikt om mensen te immuniseren. Bij hamsters werd echter slechts één enkele immunisatie met 10 microgram spike-eiwit uitgevoerd. Dit zou het gebrek aan neutraliserende titers kunnen verklaren bij hamsters die zijn geïmmuniseerd met het Pfizer-vaccin.

De wetenschappers testten ook de beschermende effecten van drie vaccinformuleringen bij hamsters die zes weken na de immunisatie waren geïnfecteerd met de Omicron-varianten BA.5 en XBB.1. Drie dagen na blootstelling aan het virus testten ze de virustiters in de longen.

De resultaten toonden aan dat alle drie de formuleringen volledige bescherming kunnen bieden tegen zowel de varianten BA.5 als XXB.1. Er werden geen detecteerbare virustiters waargenomen in de longen van geïmmuniseerde hamsters.

Hoewel de bivalente formulering significant lagere neutraliserende titers tegen XBB.1 produceerde, beschermde het de hamsters volledig tegen XBB.1. Een enkele immunisatie met het Pfizer-vaccin kon echter geen volledige bescherming bieden tegen BA.5 en XBB.1.

De wetenschappers onderzochten ook het beschermende effect van hun driewaardige formulering tegen vleermuiscoronavirussen. Ze ontdekten dat de geïmmuniseerde hamsters geen detecteerbare virustiters in hun longen hadden, wat wijst op volledige bescherming.

ASDS-PAGE-karakterisering van gebiotinyleerde S-eiwitten. De onbewerkte gel wordt getoond in de aanvullende figuur.3. Deze gel werd tweemaal getest met hetzelfde preparaat voor elk monster, met vergelijkbare resultaten.BSchematische weergave van de binding van verschillende gebiotinyleerde S-eiwitten aan MS2-SA. (MS2: lichtgrijs, PDB 2MS2; SA: donkergrijs, PDB 3RY2; S: groen/oranje/paars, PDB 6VSB) (C) SDS-PAGE-gel van S en VLP-S voor 614D, BA.2.75.2, XBB en SHC014. Elke VLP-S werd gekookt om de streptavidine-biotineconjugatie te vernietigen. De onbewerkte gel wordt getoond in de aanvullende figuur.3. Deze gel werd tweemaal getest met hetzelfde preparaat voor elk monster, met vergelijkbare resultaten.DKarakterisering van VLP-614D-S (oranje), VLP-SHC014-S (groen), VLP-BA.2.75.2-S (rood) en VLP-XBB-S (cyaan) door dynamische lichtverstrooiing.eKarakterisering van de binding van ACE2-Fc- en S2P6-antilichamen aan alle VLP-S. (Gemiddelde ± SD, n = 3: een onafhankelijke test met drie technische replicaties). De balkkleur identificeert elk VLP-S-monster (VLP-614D-S: oranje; VLP-BA.1-S: donkerblauw; VLP-BA.5-S: bruin; VLP-XBB-S: cyaan; VLP-BA. 2.75.2: rood; VLP-SARS-CoV-1-S: paars; VLP-SHC014-S: groen; alleen VLP.FKarakterisering van VLP-XBB-S, VLP-614D-S, VLP-BA.2.75.2-S en VLP-SHC014-S door middel van negatieve kleurtransmissie-elektronenmicroscopie. Pijlpunten ▲ geven S-eiwitten op het VLP-oppervlak aan, waarbij witte pijlpunten rechtopstaande piekeiwitten aangeven en rode pijlpunten gekantelde piekeiwitten aangeven. Voor elk monster werden ten minste 70 beelden van een VLP-S-preparaat verzameld en geanalyseerd, met vergelijkbare resultaten.

Bestudeer het belang

De in het onderzoek ontwikkelde formulering met driewaardige spike-eiwitnanodeeltjes vertoont een hoge werkzaamheid bij het opwekken van een breed neutraliserende antilichaamrespons tegen SARS-CoV-1 en SARS-CoV-2-gerelateerde sarbecovirussen.

Ravi Kane, een van de corresponderende auteurs van het artikel, legde uit: “Dit vaccin zou niet alleen bescherming kunnen bieden tegen de huidige stam die dit jaar circuleert, maar ook tegen toekomstige varianten.”

Dit klinkt als een ander mRNA-medicijn, vermomd onder het mom van het nieuw gedefinieerde woord ‘vaccin’. Vroeger betekende ‘vaccin’ iets anders, namelijk immuniteit en uitgebreide tests, voordat de overheid het opnieuw definieerde als iets dat zei of het werkte of zelfs maar veilig was.

Bronnen: