Nový přístup k designu vakcín se může ukázat jako užitečný také při vývoji potenciální vakcíny proti viru SARS-CoV-2, který způsobuje COVID-19.

15. dubna 2020

LA JOLLA, CA – Nový design vakcíny proti viru hepatitidy C (HCV) ukázal slib v prvních testech, podle studie vědců z Výzkum Scripps.

Vědci, kteří své výsledky představili 15. dubna v časopise Science Advances, navrhli imunostimulační částici, která se podobá celému viru a je posetá upravenými verzemi obalového proteinu HCV. Myši naočkované těmito částicemi napodobujícími virus vykazovaly silnější protilátkovou odpověď, než když byly naočkovány samotnými proteiny HCV. Protilátková odpověď dokázala blokovat infekčnost několika dalších kmenů HCV.

„Toto je důkaz koncepční studie, která, jak doufáme, bude brzy následována dalšími aktualizacemi a testy, které nám přiblíží možné klinické studie , “Říká hlavní autor studie, Jiang Zhu, PhD, docent na katedře integrativní strukturní a výpočetní biologie ve výzkumu Scripps.

Studie byla spoluprací mezi třemi laboratořemi Scripps Research: Zhu’s; the lab of Mansun Law, PhD, docent na katedře imunologie a mikrobiologie; a laboratoř Iana Wilsona, DPhila, Hansena, profesora strukturní biologie a předsedy katedry integrativní strukturní a výpočetní biologie.

Konfrontace pokračující globální zdravotní výzva

Předpokládá se, že HCV se objevilo přinejmenším před stovkami let jako lidský patogen po „skoku“ od jiného savce – možná šimpanze, který může být také infikován virem. HCV infikuje játra a přenáší se většinou výměnou krve; přibližně 80 procent infekcí se stává chronickými a obvykle končí rakovinou jater nebo selháním jater. Protože infekce jsou často „tiché“, podle Centra pro kontrolu a prevenci nemocí nemusí odhadovaná polovina lidí s touto chorobou vědět, že jsou nakaženi.

Globalizace a vznik praktik jako jsou transfuze krve a sdílení jehel mezi uživateli drog způsobily, že HCV je významnou hrozbou pro veřejné zdraví. Vědci odhadují, že touto infekcí trpí celosvětově zhruba 150 milionů lidí, s velkou koncentrací v Africe a Asii, a že představuje nejméně několik stovek tisíc úmrtí na onemocnění jater ročně.

Léčba HCV byla vyvinuta. Současné možnosti jsou však drahé a obvykle se nepoužívají až do pozdního průběhu infekce, kdy již došlo k vážnému poškození jater. HCV také má potenciál vyvinout se, aby se stal rezistentním na léčbu drogami. Vakcíny byly vyvinuty proti HCV, ale zatím se žádné z nich úspěšně neobjevily v klinických studiích.

HCV je, něco jako HIV a virus chřipky es, lstivý patogen, který se částečně vyhne imunitní odpovědi rychlou mutací. Přesto asi 20 procent infikovaných lidí zvládne infekci samy, což naznačuje, že lidský imunitní systém má určitou schopnost bojovat proti HCV – schopnost, kterou by vakcína mohla výrazně posílit.

Chytrá vakcína pro chytrého patogena

Konstrukce vakcíny od Zhu a jeho týmu se soustředí na protein E2 HCV. E2 ve spolupráci s menším proteinem zvaným E1 vytváří struktury podobné hrotům, které studují povrch každé virové částice. E2 je podjednotkou těchto hrotů, které se váží na receptory na jaterních buňkách, a je HCV proteinem, na který je imunitní odpověď nejvíce zaměřena.

Tým Scripps Research použil upravenou verzi E2, která stabilizuje jeho strukturu a vynechává vysoce variabilní vnější části, ponechávající pouze „základní“ části, které se obvykle příliš nemění od kmene k kmeni, protože jsou potřebné pro efektivní vstup viru do buněk.

„Myšlenkou je odstranit všechny rušivé části E2 a zobrazují imunitnímu systému pouze ty základní strukturní prvky, kde se mohou protilátky připojit k neutralizaci různých kmenů, “říká Zhu.

Tým vyvinul metodu pro připojení desítek kopií vytvořeného E2 proteiny na samo-sestavující se proteinový „nanočástice“, aby každý z těchto dokončených výtvorů pociťoval pro imunitní systém spíše podobu skutečné virové částice.

Injikované do myší nanočástice pokryté E2 vyvolávaly silnější účinek protilátkové odpovědi než samotné proteiny E2 formy odebrané z myší neutralizovány, při laboratorních testech, HCV ze dvou široce odlišných skupin nebo genotypů viru.

Dalším krokem, říká Zhu, je vytvoření „polyvalentního“ designu vakcíny které mohou poskytnout ochranu proti v podstatě všem různým formám HCV. Bude používat nanočástice s jádry E2, které jsou reprezentativní pro šest hlavních genotypů HCV.Dodává, že prototyp by mohl být připraven k testování na primátech nebo dokonce na lidech asi za rok.

Zhu a jeho tým v roce 2018 dosáhli podobného designu vakcíny proti HIV na bázi nanočástic. Vědci sledují stejný přístup k vývoji vakcín proti SARS-CoV-2, který způsobuje COVID-19, a ebolaviru, který způsobuje virovou hemoragickou horečku.

„Tento přístup nám poskytuje základní šablony vakcín, které se může relativně rychle proměnit v prototypové vakcíny pro testování, “říká Zhu.

„ Proof-of-concept pro racionální návrh vakcín proti viru hepatitidy C E2 s jádry nanočástic “napsali spoluautoři Linling He a Netanel Tzarum; Xiaohe Lin, Benjamin Shapero, Cindy Sou, Colin Mann, Armando Stano, Lei Zhang, Kenna Nagy, Erick Giang, Mansun Law, Ian Wilson a Jiang Zhu, vše z výzkumu Scripps.

Financování poskytly National Institutes of Health (P01 AI124337, AI129698, AI140844, AI123861, AI079031, AI123365 a AI106005) a společností Ufovax LLC, spin-off vakcínou společnosti Scripps Research, která má výhradní práva na vývoj a komercializaci technologie očkování nanočástic Scripps Research (1c-SApNP) pro určité cíle onemocnění.

Další informace získáte na [email protected]