Tato metoda zahrnuje imunitní systém s několika různými koronaviry najednou.
The SARS-CoV-2 virus, který to způsobuje COVID-19 pandemie je jen jedním z mnoha různých virů v rodině koronavirů. Mnoho z nich cirkuluje ve zvířecích populacích, jako jsou netopýři, a mají potenciál „skočit“ do lidské populace, stejně jako to udělal SARS-CoV-2. Vědci v laboratoři Pamely Björkmanové, profesorky biologie a bioinženýrství Davida Baltimora, pracují na vývoji vakcín pro širokou škálu souvisejících koronavirů s cílem předcházet budoucím pandemím.
Nyní pod vedením postgraduálního studenta Alexe Cohena tým Caltech navrhl 60jednotkovou nanočástice na bázi proteinu, ke které jsou připojeny části až osmi různých typů koronaviru. Při injekčním podání do myší tato vakcína indukuje produkci protilátek, které reagují na řadu různých koronavirů – včetně podobných virů, které byly Ne zastoupeny na nanočásticích.
Výzkum je popsán v článku v časopise Věda.
Tento nový prototyp vakcíny funguje připojením mnoha proteinových fragmentů (konkrétně domén vázajících receptor nebo RBD) ke zkonstruovaným nanočásticím založeným na proteinu. Studie na myších ukázala, že vakcína vyvolala produkci protilátek, které jsou široce reaktivní na širokou škálu koronavirů. RBD jsou zvláště důležité pro to, aby virus infikoval buňku, takže protilátky, které rozpoznávají RBD, budou pravděpodobně účinnější v prevenci špatných infekcí. Kredit: s laskavým svolením A. Cohena přes BioRender
Tato vakcínová platforma, nazývaná mozaikové nanočástice, byla původně vyvinuta spolupracovníky v Oxfordská univerzita. Nanočástice má tvar klece skládající se z 60 identických proteinů, z nichž každý má malou proteinovou destičku, která funguje jako kousek lopuchu. Cohen a jeho tým pořídili fragmenty prvotřídních proteinů různých koronavirů (prvotřídní proteiny hrají největší roli při infekci) a každý vytvořil proteinovou destičku, která by se váže na ty v kleci – druhou polovinu lopuchu. Když se tyto virové fragmenty smísily se strukturou klece s nanočásticemi, každá virová destička přilnula k destičce na kleci, což vedlo k nanočástice, která měla na svém povrchu třídy představující různé kmeny koronaviru.
Vystavení osmi různých fragmentů spirálovitých virů koronaviru (známých jako receptor vázající domény nebo RBD) s touto platformou částic generovalo různorodou protilátkovou odpověď, což je výhoda oproti tradičním metodám vakcín, které představují kousky pouze jednoho typu viru. Po naočkování byly protilátky následně produkované myšmi schopné reagovat na mnoho různých kmenů koronaviru. Důležité je, že protilátky reagovaly na příbuzné kmeny koronavirů, které nebyly přítomny na nanočásticích. To naznačuje, že prezentací imunitního systému s více různými variantami koronaviru se imunitní systém naučí rozpoznávat společné charakteristiky koronaviru a potenciálně tak reagovat na nově vytvořený koronavirus – nejen variantu SARS-CoV-2 – což by mohlo způsobit další pandemii.
Přestože tým stále studuje základní mechanismus tohoto jevu, výsledky jsou slibné. Dalším krokem je zkoumání, zda imunizace brání virové infekci a / nebo symptomům infekce u zvířat, která tyto protilátky produkují.
“Pokud dokážeme, že imunitní odpověď vyvolaná naší nanočásticovou technologií skutečně chrání před onemocněním způsobeným infekcí, doufejme, že bychom tuto technologii mohli posunout vpřed do klinických studií na lidech, i když od nynějška se musí stát mnoho kroků,” říká Cohen. . „Nepředpokládáme, že by tato metodika nahradila jakékoli stávající vakcíny, ale je dobré mít po ruce spoustu nástrojů, když čelíme budoucím virovým hrozbám.“
“Bohužel je nepravděpodobné, že by SARS-CoV-2 byl posledním koronavirem, který způsobí pandemii,” říká Björkman. „Alexovy výsledky ukazují, že je možné zvýšit různé reakce neutralizujících protilátek, a to i proti kmenům koronavirů, které nebyly přítomny na injikovaných nanočásticích. Doufáme, že by tato technologie mohla být použita k ochraně před budoucími zvířecími koronaviry, které přecházejí do lidí. Nanočástice navíc vyvolávají neutralizující odpověď na SARS-CoV-2, takže by nyní bylo možné je použít k ochraně proti COVID-19 a dalším koronavirům s pandemickým potenciálem. “
Článek má název „Mononické nanočástice vyvolávají zkříženě reaktivní imunitní odpovědi na zoonotické koronaviry u myší.“ Dalšími spoluautory Caltech jsou výzkumní technici Priyanthi Gnanapragasam, Yu Lee, Pauline Hoffman a Leesa Kakutani; Susan Ou; vědecká výzkumnice Jennifer Keeffe (PhD ’09); hlavní vědecký pracovník Anthony West (PhD ’98); a starší postdoktorand Christopher Barnes. Mezi další spoluautory patří Hung-Jen Wu a Mark Howarth z Oxfordské univerzity a Michel Nussenzweig z Rockefellerovy univerzity. Financování poskytl Caltech Merkin Institute for Translational Research, National Institutes of Health, George Mason Fast Grant University a Medical Research Council from the European and Developing Countries Clinical Trials Partnership Program.
Odkaz: „Mozaikové nanočástice vyvolávají zkříženě reaktivní imunitní odpovědi na zoonotické koronaviry u myší“ Cohen, Alexander A. a Gnanapragasam, Priyanthi NP a Lee, Yu E. a Hoffman, Pauline R. a Ou, Susan a Kakutani, Leesa M. a Keeffe, Jennifer R. a Wu, Hung-Jen a Howarth, Mark a West, Anthony P. a Barnes, Christopher O. a Nussenzweig, Michel C. a Bjorkman, Pamela J., Věda.
DOI: 10.1126 / science.abf6840
CaltechAUTHORS: 20201118-120755714