Наночастичная вакцина защищает от спектра вариантов COVID-19 и родственных вирусов
Новый тип вакцины обеспечивает защиту от различных SARS-подобных бетакоронавирусов, включая варианты SARS-CoV-2, на моделях мышей и обезьян. Исследование проведено лабораторией Памелы Бьоркман в Калифорнийском технологическом институте.
Вакцина работает, представляя иммунной системе фрагменты спайковых белков от SARS-CoV-2 и семи других SARS-подобных бетакоронавирусов, прикрепленные к белковой наночастице. Это индуцирует выработку широкого спектра перекрестно-реактивных антител. При вакцинации этой "мозаичной" наночастицей (mosaic-8) животные были защищены от дополнительного коронавируса, SARS-CoV, который не был представлен среди восьми на вакцине.
"Животные, вакцинированные mosaic-8 наночастицами, вырабатывали антитела, распознававшие практически каждый штамм SARS-подобного бетакоронавируса, который мы оценивали", — говорит Александр Коэн, соавтор исследования.
Исследование опубликовано в журнале Science 5 июля.
Как это работает: вакцина из доменов спайк-белка восьми разных коронавирусов
В основе технологии — клеткоподобная структура ("наночастица") с "липкими" участками на поверхности, к которым можно прикрепить меченые вирусные белки. Наночастицы можно подготовить для отображения фрагментов одного вируса ("гомотипические") или нескольких разных вирусов ("мозаичные").
В этом исследовании выбрали восемь различных SARS-подобных бетакоронавирусов и прикрепили их фрагменты — рецептор-связывающие домены (RBD) — к наночастице. RBD критичны для проникновения коронавирусов в клетки человека, и нейтрализующие антитела в основном нацелены именно на них.
Идея в том, что такая вакцина может индуцировать выработку антител, широко распознающих SARS-подобные бетакоронавирусы, нацеливаясь на общие характеристики их RBD.
Эксперименты на мышах
Вакцину mosaic-8 сравнивали с:
- Контролем (пустая наночастица)
- Гомотипической наночастицей, покрытой только RBD SARS-CoV-2
Мыши были генетически модифицированы для экспрессии человеческого рецептора ACE2. В этой модели невакцинированные мыши погибают при заражении.
Результаты:
- Мыши, вакцинированные пустой наночастицей, погибли при заражении SARS-CoV или SARS-CoV-2.
- Мыши, вакцинированные гомотипической наночастицей (только SARS-CoV-2), были защищены от SARS-CoV-2, но погибли при заражении SARS-CoV.
- Все мыши, вакцинированные mosaic-8, выжили после заражения как SARS-CoV-2, так и SARS-CoV, без потери веса или значительных патологий.
Подтверждение эффективности на приматах
Эксперименты на человекообразных обезьянах с использованием mosaic-8 показали: при вакцинации животные демонстрировали минимальную или необнаруживаемую инфекцию при воздействии SARS-CoV-2 или SARS-CoV.
Важно, что в сотрудничестве с вирусологом Джесси Блумом команда обнаружила: антитела, индуцированные mosaic-8, нацелены на наиболее консервативные элементы RBD у разнообразных SARS-подобных бетакоронавирусов. Это обеспечивает защиту от новых вариантов. Напротив, гомотипическая вакцина индуцировала антитела в основном против штамм-специфичных регионов RBD.
Следующие шаги
Бьоркман и коллеги оценят иммунизацию mosaic-8 наночастицами у людей в клиническом испытании Фазы 1, поддержанном Коалицией по обеспечению готовности к эпидемиям (CEPI).
"Мы говорили о необходимости разнообразия в разработке вакцин с самого начала пандемии. Прорыв, продемонстрированный в исследовании лаборатории Бьоркман, показывает огромный потенциал стратегии, создающей новую платформу для вакцин", — говорит д-р Ричард Дж. Хэтчетт, CEO CEPI.