Nová vakcína sľubuje širokú ochranu proti SARS-CoV-2 a iným sarbekovírusom

Nová vakcína sľubuje širokú ochranu proti SARS-CoV-2 a iným sarbekovírusom

Vedci z Georgia Institute of Technology a University of Wisconsin, USA, vyvinuli širokospektrálnu vakcínu, ktorá môže chrániť pred variantmi koronavírusu 2 ťažkého akútneho respiračného syndrómu (SARS-CoV-2) a netopierích sarbekovírusov.

Štúdia je publikovaná v časopiseKomunikácia prírody.

pozadia

Koronavírus 2 so závažným akútnym respiračným syndrómom (SARS-CoV-2) je najnovší beta koronavírus zodpovedný za zničujúcu pandémiu koronavírusového ochorenia 2019 (COVID-19).

SARS-CoV-2 obsahuje na svojom povrchu vrcholový glykoproteín, ktorý interaguje s enzýmom konvertujúcim angiotenzín 2 (ACE2) na membránovom receptore hostiteľskej bunky, aby sa uľahčil vstup vírusu. To robí spike proteín kľúčovým cieľom pre vývoj vakcíny.

Počas pandémie bolo vyvinutých niekoľko vakcín na obmedzenie prenosu SARS-CoV-2 a jeho vysoko zmutovaných variantov. Bivalentná vakcína Pfizer-BioNTech je jednou z aktualizovaných formulácií špecifických pre jednotlivé varianty s vysokou ochrannou účinnosťou proti množstvu variantov SARS-CoV-2.

Okrem objavenia sa širokej škály variantov SARS-CoV-2 bol u netopierov identifikovaný rozsiahly rezervoár sarbekovírusov viažucich ACE2, čo poukazuje na potrebu vývoja vakcín proti pan-sarbecovírusu a pan-betakoronavírusu.

V tejto štúdii vedci vyvinuli bivalentné a trivalentné očkovacie formulácie pomocou platformy nanočastíc s vrcholovým proteínom a overili tieto formulácie u škrečkov.

Dizajn vakcíny

Vedci už predtým vyvinuli vakcínu na báze nanočastíc, ktorá má viacero kópií vrcholového proteínu SARS-CoV-2 a vykazuje vysoké ochranné účinky proti SARS-CoV-2 u škrečkov. V súčasnej štúdii použili túto platformu nanočastíc s vrcholovým proteínom na vývoj koktailovej vakcíny proti ľudským sarbekovírusom viažucim sa na ACE2 triedy 1 s pandemickým potenciálom.

Vyvinuli sériu nanočasticových platforiem, z ktorých každá predstavuje jeden spike proteín z rôznych sarbekovírusov (pôvodný spike proteín SARS-CoV-2; štyri varianty Omicron BA.1, BA.5, BA.2.75.2, XBB; spike proteín SARS-CoV-2). 1; a netopier CoV SHC014). Stanovili imunogenicitu týchto formulácií u škrečkov.

Analyzovali antigénovú krajinu a vybrali bivalentnú (dva prominentné proteíny s hrotmi) a dve trivalentné (tri výrazné proteíny s hrotmi) formulácie, aby charakterizovali ich neutralizačné protilátkové reakcie a ochranné účinky u škrečkov infikovaných omikrónovými variantmi SARS-CoV-2 (XBB.1 a BA.5) a netopierími koronavírusmi (SHC014 a WIV1).

Validácia vakcínových formulácií

Vedci imunizovali škrečky bivalentnými alebo trivalentnými vakcínovými prípravkami obsahujúcimi Alhydrogel ako adjuvans. Tiež imunizovali samostatnú skupinu škrečkov bivalentnou vakcínou Pfizer-BioNTech ako pozitívnou kontrolou.

Analýza humorálnych imunitných reakcií odhalila, že všetky tri formulácie boli schopné účinne indukovať titre neutralizačných protilátok proti pôvodnému SARS-CoV-2 a variantu Omicron BA.5.

Dve trivalentné vakcíny obsahujúce ďalší kmeň Omicron viedli k silným neutralizačným titrom proti najnovšiemu variantu Omicron, XBB.1. Avšak bivalentná vakcína vykazovala zníženú neutralizačnú účinnosť proti variantu XBB.1.

Pokiaľ ide o koronavírusy netopierov, všetky tri formulácie preukázali ekvivalentnú neutralizačnú účinnosť proti SHC014 a WIV1. Na rozdiel od toho bivalentná vakcína Pfizer-BioNTech nedokázala vyvolať detekovateľné titre neutralizačných protilátok proti žiadnemu z testovaných koronavírusov.

Na imunizáciu ľudí sa zvyčajne používajú dve dávky vakcíny Pfizer obsahujúce 30 mikrogramov proteínu. U škrečkov sa však uskutočnila iba jedna imunizácia 10 mikrogramami spike proteínu. To by mohlo vysvetliť nedostatok neutralizačných titrov u škrečkov imunizovaných vakcínou Pfizer.

Vedci tiež testovali ochranné účinky troch očkovacích formulácií u škrečkov infikovaných variantmi Omicron BA.5 a XBB.1 šesť týždňov po imunizácii. Tri dni po vystavení vírusu testovali titre vírusu v pľúcach.

Výsledky ukázali, že všetky tri formulácie môžu poskytnúť úplnú ochranu proti variantom BA.5 aj XXB.1. V pľúcach imunizovaných škrečkov neboli pozorované žiadne detegovateľné vírusové titre.

Hoci bivalentná formulácia produkovala výrazne nižšie neutralizačné titre proti XBB.1, úplne chránila škrečky pred XBB.1. Jedna imunizácia vakcínou Pfizer však nemohla poskytnúť úplnú ochranu proti BA.5 a XBB.1.

Vedci tiež skúmali ochranný účinok ich trivalentnej formulácie proti netopierím koronavírusom. Zistili, že imunizované škrečky nemali v pľúcach žiadne detekovateľné titre vírusu, čo naznačuje úplnú ochranu.

ASDS-PAGE charakterizácia biotinylovaných S proteínov. Nespracovaný gél je znázornený na doplnkovom obrázku.3. Tento gél bol testovaný dvakrát s rovnakým prípravkom pre každú vzorku s podobnými výsledkami.bSchematické znázornenie väzby rôznych biotinylovaných S proteínov na MS2-SA. (MS2: svetlošedá, PDB 2MS2; SA: tmavošedá, PDB 3RY2; S: zelená/oranžová/fialová, PDB 6VSB) (C) SDS-PAGE gél od S a VLP-S pre 614D, BA.2.75.2, XBB a SHC014. Každá VLP-S bola povarená, aby sa zničila konjugácia streptavidín-biotín. Nespracovaný gél je znázornený na doplnkovom obrázku.3. Tento gél bol testovaný dvakrát s rovnakým prípravkom pre každú vzorku s podobnými výsledkami.DCharakterizácia VLP-614D-S (oranžová), VLP-SHC014-S (zelená), VLP-BA.2.75.2-S (červená) a VLP-XBB-S (azúrová) dynamickým rozptylom svetla.eCharakterizácia väzby ACE2-Fc a S2P6 protilátok na všetky VLP-S. (Priemer ± SD, n = 3: nezávislý test s tromi technickými replikátmi). Farba stĺpca identifikuje každú vzorku VLP-S (VLP-614D-S: oranžová; VLP-BA.1-S: tmavomodrá; VLP-BA.5-S: hnedá; VLP-XBB-S: azúrová; VLP-BA. 2.75.2: červená; VLP-SARS-CoV-1-S: fialová; iba VLP-SHC:014FCharakterizácia VLP-XBB-S, VLP-614D-S, VLP-BA.2.75.2-S a VLP-SHC014-S pomocou negatívnej transmisnej elektrónovej mikroskopie. Šípky ▲ označujú proteíny S na povrchu VLP, pričom biele šípky označujú proteíny s priamymi bodmi a červené šípky označujú proteíny naklonených špičiek. Pre každú vzorku sa zozbieralo a analyzovalo najmenej 70 obrázkov z prípravku VLP-S s podobnými výsledkami.

Dôležitosť štúdie

Trivalentná formulácia nanočastíc s vrcholovým proteínom vyvinutá v štúdii vykazuje vysokú účinnosť pri vyvolávaní široko neutralizačnej protilátkovej odpovede proti SARS-CoV-1 a sarbekovírusom súvisiacim so SARS-CoV-2.

Ravi Kane, jeden zo zodpovedajúcich autorov článku, vysvetlil: "Táto vakcína môže chrániť nielen pred súčasným kmeňom cirkulujúcim v tomto roku, ale aj pred budúcimi variantmi."

Znie to ako ďalší liek na mRNA maskovaný pod rúškom novo definovaného slova „vakcína“. „Vakcína“ kedysi znamenala niečo iné, menovite imunitu a rozsiahle testovanie, predtým, ako to vláda predefinovala na čokoľvek, čo hovorí, či funguje alebo je dokonca bezpečné.

Zdroje: