Ny vaksine lover bred beskyttelse mot SARS-CoV-2 og andre sarbecovirus

Ny vaksine lover bred beskyttelse mot SARS-CoV-2 og andre sarbecovirus

Forskere ved Georgia Institute of Technology og University of Wisconsin, USA, har utviklet en bredspektret vaksine som kan beskytte mot varianter av alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) og flaggermus-sarbecovirus.

Studien er publisert i tidsskriftetNaturkommunikasjon.

bakgrunn

Alvorlig akutt respiratorisk syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2) er det sist oppståtte beta-koronaviruset som er ansvarlig for den ødeleggende koronavirussykdommen 2019 (COVID-19) pandemien.

SARS-CoV-2 inneholder piggglykoprotein på overflaten som interagerer med vertscellemembranreseptoren angiotensin-konverterende enzym 2 (ACE2) for å lette virusinntrengning. Dette gjør piggprotein til et avgjørende mål for vaksineutvikling.

Under pandemien har flere vaksiner blitt utviklet for å dempe overføringen av SARS-CoV-2 og dens sterkt muterte varianter. Pfizer-BioNTech bivalent vaksinen er en av de oppdaterte variantspesifikke formuleringene med høy beskyttende effekt mot en rekke SARS-CoV-2-varianter.

I tillegg til fremveksten av et bredt spekter av SARS-CoV-2-varianter, har et omfattende reservoar av ACE2-bindende sarbecovirus blitt identifisert hos flaggermus, noe som fremhever behovet for utvikling av pan-sarbecovirus og pan-betacoronavirus vaksiner.

I denne studien utviklet forskere bivalente og trivalente vaksineformuleringer ved å bruke en nanopartikkelplattform for spikeprotein og validerte disse formuleringene i hamstere.

Vaksinedesign

Forskerne hadde tidligere utviklet en nanopartikkelbasert vaksine som har flere kopier av SARS-CoV-2 spikeproteinet og viste høye beskyttende effekter mot SARS-CoV-2 hos hamstere. I den nåværende studien brukte de denne nanopartikkelplattformen for spikeprotein for å utvikle en cocktailvaksine mot klasse 1 humane ACE2-bindende sarbecovirus med pandemisk potensial.

De utviklet en serie nanopartikkelplattformer, som hver presenterer et enkelt piggprotein fra forskjellige sarbecovirus (original SARS-CoV-2 spikeprotein; fire Omicron-varianter BA.1, BA.5, BA.2.75.2, XBB; SARS-CoV-2 spikeprotein). 1; og bat CoV SHC014). De bestemte immunogenisiteten til disse formuleringene i hamstere.

De analyserte antigenlandskapet og valgte en bivalent (to fremtredende piggproteiner) formulering og to trivalente (tre fremtredende piggproteiner) formuleringer for å karakterisere deres nøytraliserende antistoffresponser og beskyttende effekter hos hamstere infisert med SARS-CoV-2 omicronvarianter (XBB.1 og BA.5) og flaggermuskoronavirus (SHC014 og WIV1).

Validering av vaksineformuleringer

Forskerne immuniserte hamstere med de bivalente eller trivalente vaksineformuleringene som inneholder Alhydrogel som adjuvans. De immuniserte også en egen gruppe hamstere med den bivalente Pfizer-BioNTech-vaksinen som en positiv kontroll.

Analyse av humorale immunresponser viste at alle tre formuleringene effektivt var i stand til å indusere nøytraliserende antistofftitere mot den forfedre SARS-CoV-2 og Omicron-varianten BA.5.

To trivalente vaksiner som inneholdt en ekstra Omicron-stamme resulterte i robuste nøytraliserende titere mot den nyeste Omicron-varianten, XBB.1. Den bivalente vaksinen viste imidlertid redusert nøytraliserende effektivitet mot XBB.1-varianten.

Når det gjelder flaggermuskoronavirus, viste alle tre formuleringene tilsvarende nøytraliserende effekt mot SHC014 og WIV1. Derimot klarte ikke den bivalente vaksinen Pfizer-BioNTech å indusere detekterbare nøytraliserende antistofftitere mot noen av koronavirusene som ble testet.

To doser Pfizer-vaksine som inneholder 30 mikrogram piggprotein brukes vanligvis til å immunisere mennesker. Imidlertid ble det kun utført en enkelt immunisering med 10 mikrogram piggprotein hos hamstere. Dette kan forklare mangelen på nøytraliserende titere hos hamstere immunisert med Pfizer-vaksinen.

Forskerne testet også den beskyttende effekten av tre vaksineformuleringer hos hamstere infisert med Omicron-variantene BA.5 og XBB.1 seks uker etter immunisering. Tre dager etter eksponering for viruset testet de virustitrene i lungene.

Resultatene viste at alle tre formuleringene kan gi fullstendig beskyttelse mot både BA.5 og XXB.1 variantene. Ingen påvisbare virustitere ble observert i lungene til immuniserte hamstere.

Selv om den bivalente formuleringen ga betydelig lavere nøytraliserende titere mot XBB.1, beskyttet den hamsterne fullstendig mot XBB.1. En enkelt immunisering med Pfizer-vaksinen kunne imidlertid ikke gi fullstendig beskyttelse mot BA.5 og XBB.1.

Forskerne undersøkte også den beskyttende effekten av deres trivalente formulering mot flaggermuskoronavirus. De fant ut at de immuniserte hamsterne ikke hadde noen påvisbare virustitere i lungene, noe som indikerer fullstendig beskyttelse.

ENSDS-PAGE karakterisering av biotinylerte S-proteiner. Den ubehandlede gelen er vist i tilleggsfiguren.3. Denne gelen ble testet to ganger med samme preparat for hver prøve, med lignende resultater.bSkjematisk representasjon av bindingen av ulike biotinylerte S-proteiner til MS2-SA. (MS2: lys grå, PDB 2MS2; SA: mørk grå, PDB 3RY2; S: grønn/oransje/lilla, PDB 6VSB) (C) SDS-PAGE gel fra S og VLP-S for 614D, BA.2.75.2, XBB og SHC014. Hver VLP-S ble kokt for å ødelegge streptavidin-biotin-konjugasjonen. Den ubehandlede gelen er vist i tilleggsfiguren.3. Denne gelen ble testet to ganger med samme preparat for hver prøve, med lignende resultater.DKarakterisering av VLP-614D-S (oransje), VLP-SHC014-S (grønn), VLP-BA.2.75.2-S (rød) og VLP-XBB-S (cyan) ved dynamisk lysspredning.eKarakterisering av binding av ACE2-Fc og S2P6 antistoffer til alle VLP-S. (Gjennomsnitt ± SD, n = 3: en uavhengig test med tre tekniske replikater). Søylefargen identifiserer hver VLP-S-prøve (VLP-614D-S: oransje; 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 av VLP-XBB-S, VLP-614D-S, VLP-BA.2.75.2-S og VLP-SHC014-S ved negativ fargetransmisjonselektronmikroskopi. Pilspisser ▲ indikerer S-proteiner på VLP-overflaten, med hvite pilspisser som indikerer rett opp spikeproteiner og røde pilspisser som indikerer skråstilte piggproteiner. For hver prøve ble minst 70 bilder fra et VLP-S-preparat samlet og analysert, med lignende resultater.

Studiens betydning

Den trivalente nanopartikkel-proteinformuleringen utviklet i studien viser høy effektivitet i å fremkalle en bredt nøytraliserende antistoffrespons mot SARS-CoV-1 og SARS-CoV-2-relaterte sarbecovirus.

Ravi Kane, en av papirets tilsvarende forfattere, forklarte: "Denne vaksinen kan beskytte ikke bare mot den nåværende stammen som sirkulerer i år, men også mot fremtidige varianter."

Dette høres ut som et annet mRNA-medikament forkledd under dekke av det nylig definerte ordet "vaksine." "Vaksine" pleide å bety noe annet, nemlig immunitet og omfattende testing, før regjeringen omdefinerte det til å bety alt som sa om det virket eller til og med var trygt.

Kilder: