Новая вакцина против SARS-CoV-2 на основе наночастиц сочетает в себе иммунную фокусировку и самосборку наночастиц
Институт Вистар
Вакцины против COVID-19 первого поколения были высокоэффективными, но у них также есть ограничения: их эффективность может снижаться без ревакцинации, и они могут быть менее эффективны против некоторых вариантов. Теперь ученые из Института Вистар разработали более целенаправленную вакцину, которая в исследованиях на животных обеспечивает более сильную, широкую и более длительную защиту при однократной низкой дозе.

Вакцина впервые объединяет три технологии — иммунную фокусировку, самосборку наночастиц и доставку ДНК — в единую платформу. Помимо других преимуществ, вакцину можно хранить при комнатной температуре, что потенциально упрощает ее транспортировку в отдаленные или развивающиеся районы по сравнению с существующими мРНК-вакцинами, для которых требуется специальное хранение в холодильнике.

«Это одна из первых вакцин следующего поколения, которые будут иметь более продвинутые функции и более широкую защиту», — сказал Дэниел Кулп, доктор философии, доцент Центра вакцин и иммунотерапии Института Вистар и автор исследования.

В журнале Cell Reports была опубликована статья «Доставка нуклеиновой кислоты наночастицами SARS-CoV-2, ориентированными на иммунную систему, обеспечивает быструю и мощную иммуногенность, способную обеспечить защиту от однократной дозы».

Существующие вакцины включают немодифицированный рецептор-связывающий домен спайкового белка SARS-CoV-2. Новая вакцина включает в себя рационально сконструированный домен связывания рецептора с использованием компьютерных и структурных методологий проектирования. Активированный домен связывания рецептора блокирует сайты, «отвлекающие иммунную систему», и поэтому может вызывать более сильные уровни защитных, нейтрализующих антител.

Затем исследователи использовали естественные самособирающиеся белки для формирования наночастиц, которые отображают эти высокотехнологичные иммуногены. Устраиваясь в структуры, напоминающие настоящий вирус, наночастицы легче распознаются иммунной системой и транспортируются в зародышевые центры, где они активируют В-клетки, вырабатывающие защитные антитела.

Используя технологию доставки вакцины на основе нуклеиновой кислоты, аналогичную мРНК, вакцина в виде наночастиц кодируется в ДНК и доставляется в клетки, тем самым давая генетические инструкции для организма для внутреннего создания иммуногена. Это шаг вперед по сравнению с традиционными вакцинами, которые должны производиться на специализированных заводах с использованием сложных процессов производства вакцин. В отличие от других вакцин, д-р Калп отметил, что одним из преимуществ ДНК-платформы является то, что она не требует охлаждения, а также может быть быстро переформулирована для нацеливания на новые варианты.

На животных моделях исследователи обнаружили, что ДНК-вакцина с иммуноориентированными наночастицами продуцирует гораздо более высокие уровни нейтрализующих антител, чем вакцина, которая не была иммуноориентированной.

«Трудность с современными вакцинами заключается в том, что нейтрализующие антитела со временем снижаются», — сказал Калп. Вакцина с наночастицами вызывала стойкий ответ после однократной иммунизации у мышей в течение шести месяцев, в отличие от того, что мы наблюдаем с текущими вакцинами против SARS-CoV-2 у людей.

Окончательным тестом для вакцин-кандидатов против SARS-CoV-2 является защита от смерти в экспериментах с заражением SARS-CoV-2. Исследователи обнаружили, что в модели летального заражения 100% мышей, получивших вакцину с наночастицами, ориентированными на иммунную систему, были защищены от смерти одной низкой дозой. Большинство мышей, которым вводили стандартную неиммунную направленную вакцину, умерли в течение 10 дней после заражения.

Он отметил, что оценка вакцины проводилась как на мышах дикого типа, так и на мышах, которые были генетически модифицированы для имитации иммунной системы человека.

По словам Кулпа, даже без обновлений иммуноориентированная вакцина показала уровень выработки антител, сопоставимый с Delta и другими вариантами. Он отметил, что отчасти это связано с самим подходом, направленным на иммунную фокусировку; блокируя части рецептивного связывающего домена с целью ингибирования ненейтрализующих антител, он также блокирует многие области, затронутые мутациями шиповидных белков. Исследования варианта «Омикрон» продолжаются.

Исследователи ищут финансирование, чтобы начать испытания вакцины на людях.

Соавтор Дэвид Б. Вайнер, доктор философии, исполнительный вице-президент, директор Центра вакцин и иммунотерапии и Центра им. В.В. Профессор благотворительного фонда Smith Charitable Trust в области исследований рака в Институте Wistar сказал, что вакцина может стать необходимым шагом вперед для улучшения защиты от COVID-19.

«Текущие эффекты вакцины по снижению передачи вызывающих озабоченность вариантов SARS-CoV-2, включая Delta и Omicron, могут быть улучшены за счет их широты защиты, а также их иммунной активности», — сказал Вайнер. «Это исследование демонстрирует, что использование подхода нуклеиновой кислоты в сочетании со структурной сборкой in vivo гликановой иммуно-ориентированной наночастицы обеспечивает единую защиту и нейтрализацию от различных вариантов, вызывающих озабоченность, в дозосберегающем составе. Дополнительные исследования этого подхода к вакцине против SA