Исследование показывает, что липидные везикулы, покрытые синтетическим S-гликопротеином SARS-CoV-2, являются эффективным кандидатом на вакцину.

В исследовании, опубликованном в последнем номере журнала, Отчеты о медицинской ячейкеГруппа исследователей разработала вакцину-кандидат, инфицированную вирусоподобными липидными везикулами SARS-CoV-2 Spike(S) (S-LV), покрытыми везикулами (S-LV), подобными частицам (VLP).

После естественной инфекции SARS-CoV-2 величина ответа антител к S-белку сильно различается и коррелирует с тяжестью и продолжительностью заболевания. Базальные ответы сохраняются в течение нескольких месяцев или уменьшаются в течение нескольких недель после заражения, как это наблюдалось у бессимптомных лиц. Таким образом, вакцины против коронавирусной болезни 2019 (COVID-19) должны быть направлены на стимулирование не только защитного, но и длительного иммунитета, чтобы обеспечить лучшую защиту от SARS-CoV-2.

Вакцины-кандидаты на основе субъединицы S продемонстрировали различные реакции нейтрализующих антител в доклинических испытаниях, которые были дополнительно усилены для обеспечения лучшей иммунной защиты от SARS-CoV-2 при использовании стратегий самосборки S или домена, связывающего рецептор (RBD).

под в естественных условиях В определенных условиях липосомы можно использовать для презентации антигенов, поскольку они обладают высокой поливалентностью, стабильностью и длительным периодом полураспада. При инкапсулировании с вирусными гликопротеинами, такими как оболочка ВИЧ-1 (ENV), липосомы могут также вызывать более эффективные иммунные ответы и активировать эффективную активацию B-клеток для развития зародышевых центров (GC), представляя поливалентные триммеры ENV. Было показано, что S-LV-индуцированные антитела обеспечивают в естественных условиях Таким образом, защита от SARS-CoV-2 у мелких животных и нечеловеческих приматов, таких как макаки, ​​находится на разных стадиях клинической разработки.

об учебе

В этом исследовании исследователи прикрепили S SARS-CoV-2 к липосомам для создания синтетических S-LV с контролируемым диаметром.

S-гликопротеин SARS-CoV-2 из штамма SARS-CoV-2 дикого типа не был стабильным из-за его склонности к спонтанному преобразованию в форму после слияния. Чтобы повысить стабильность, он был мутирован в двух участках пролина для создания транскрипта «2P», но все еще демонстрировал ограниченную стабильность, которую исследователи преодолели с помощью сшивки формальдегидом, которая повысила термостабильность до 65 ° C, сохраняя исходную конфигурацию S в течение длительного времени. сроки хранения. Чтобы еще больше повысить стабильность S, они разработали версию S6P, которая содержит шесть мутаций в пролине для повышения его термостабильности до 50 °C.

Исследователи использовали небольшую группу яванских макак, иммунизированных S-LV, которые продуцировали высокие титры S-специфических антител и ответы Т-клеток TH1 CD4+.

В предыдущих исследованиях модель животных макак продемонстрировала индукцию врожденных, клеточных и гуморальных реакций на инфекцию, что обеспечивает частичную защиту от повторного заражения SARS-CoV-2.

Используемые в настоящее время S-специфичные мРНК-вакцины, такие как Pfizer/BioNTech BNT162b2, также продемонстрировали эффективность на модели макак.

находки

S-LV продемонстрировали аналогичные иммунные свойства и сильную реакцию нейтрализации у яванских макак.

В дальнейшем, после иммунизации, признаков рецидива SARS-CoV-2 в верхних и нижних дыхательных путях подопытных животных в дозе, аналогичной или меньшей, чем в предыдущих исследованиях, не наблюдалось, включая клинические признаки, характерные для COVID-19, такие как лимфоцитоз. и поражение легких.

Когда подопытных животных заразили SARS-CoV-2 после четырех доз иммунизации S-LV, они оказались полностью защищенными от инфекции. Геномная РНК (гРНК) не была обнаружена ни в мазках из носа и трахеи, ни в бронхоальвеолярном лаваже (БАЛ), что указывает на то, что вакцинация S-LV предотвращает секрецию и передачу вируса и обеспечивает стерилизующий иммунитет.

Иммунная стерилизация связана с реакцией слизистых оболочек антител, которые защищают верхние дыхательные пути от инфекции. Значительные уровни IgG и IgA были обнаружены в носоглоточной жидкости во время заражения вирусом; Таким образом, авторы пришли к выводу, что S-LV индуцируют защиту от стерилизации, вызывая иммунный ответ слизистой оболочки.

Титры антител из лицензированных вакцин, в том числе вакцины AstraZeneca ChAdOx1 на основе аденовируса и вакцины мРНК Pfizer/BioNTech BNT162b2, в 10–20 раз ниже по сравнению с S-LV в исследованиях на макаках. Кроме того, вакцина Moderna mRNA-1273 (Moderna) индуцировала аналогичные или более высокие титры в исследованиях на макаках.

В целом эти результаты показывают, что S-LV являются потенциальными вакцинами-кандидатами для дальнейшей оценки в клинических испытаниях и могут стать безопасными белковыми вакцинами против COVID-19.

Вакцинация S-LV также эффективно нейтрализовала варианты псевдовируса альфа, бета и гамма, хотя средний ID50 для нейтрализации бета и гамма был в 20 и в пять раз ниже после второй иммунизации по сравнению с диким типом SARS-CoV2 (WT) и псевдовирусным вариантом альфа.

Третья доза вакцины усилила нейтрализацию бета- и гамма-излучения с заметным снижением эффективности бета- и гамма-активности в шесть раз и гамма-излучения в три раза по сравнению с WT.

Выводы

В целом, эти результаты показали, что вакцины на основе S-LV являются эффективными кандидатами для обеспечения защиты в модели макаков. Подопытных животных заражали SARS-CoV-2 после введения четвертой дозы вакцины, которая не усиливала антитела и не нейтрализовала титры.

Данные нейтрализации показали, что у этих животных мог развиться защитный иммунитет вскоре после введения двух доз вакцины.

Более того, третья доза вакцины увеличила титры нейтрализующего белка S в большей степени, чем титры, специфичные для RBD, что указывает на увеличение не-RBD-антител, которые могут быть полезны для нейтрализации различных вариантов SARS-CoV-2.

Область N-концевого домена (NTD) в белке S является мишенью для мутации в новых вариантах SARS-CoV-2, тогда как S2 или другие эпитопы менее восприимчивы к мутациям из-за конформационных ограничений. Важным выводом для будущих стратегий вакцинации является то, что они должны быть нацелены на бустерные антитела, не относящиеся к RBD, чтобы компенсировать потерю нейтрализующей активности, нацеленной на RBD, в вариантах SARS-CoV-2.

Важно отметить, что В-клетки памяти SARS-CoV-2 долгое время сохранялись в критическом состоянии и у лиц, вакцинированных мРНК, что поддерживает потенциальные стратегии бустерной вакцинации.