Uusi lähestymistapa rokotesuunnitteluun voi osoittautua hyödylliseksi myös potentiaalisen rokotteen kehittämisessä SARV-CoV-2-virusta vastaan, joka aiheuttaa COVID-19: tä.

15. huhtikuuta 2020

LA JOLLA, Kalifornia – hepatiitti C -virusta (HCV) vastaan rokotteen uusi malli on osoittanut lupauksen varhaiskokeissa, tutkijoiden tutkimuksen mukaan Scripps Research.

Tiedemiehet, jotka esittävät tuloksia 15. huhtikuuta Science Advances -ohjelmassa, suunnittelivat immuunijärjestelmää stimuloivan partikkelin, joka muistuttaa koko virusta ja joka on täynnä muokattuja versioita HCV-kirjekuoriproteiinista. Näillä virusta jäljittelevillä hiukkasilla inokuloiduilla hiirillä oli voimakkaampi vasta-ainevaste kuin inokuloitaessa yksin HCV-proteiineilla. Vasta-ainevaste pystyi estämään useiden muiden HCV-kantojen tarttuvuuden.

”Tämä on osoitus konseptitutkimuksesta, jonka toivomme pian tapahtuvan seuraavilla päivityksillä ja testeillä, jotka vievät meidät lähemmäksi mahdollisia kliinisiä tutkimuksia. ”, Sanoo tutkimuksen vanhempi kirjailija Jiang Zhu, PhD, apulaisprofessori Scripps Researchin integroivan rakenteellisen ja laskennallisen biologian laitokselta.

Tutkimus oli kolmen Scripps-tutkimuslaboratorion yhteistyö: Zhu’s; Mansun Law, PhD, apulaisprofessori immunologian ja mikrobiologian laitoksella; ja Ian Wilsonin, DPhilin, Hansenin rakennebiologian professorin ja integroivan rakenne- ja laskennallisen biologian laitoksen puheenjohtajan laboratorio.

jatkuva maailmanlaajuinen terveyshaaste

HCV: n uskotaan olevan ainakin satoja vuosia sitten ihmisen taudinaiheuttaja ”hyppäämisen” jälkeen toisesta nisäkkäästä – mahdollisesti simpansseista, jotka myös voivat tarttua virukseen. HCV tarttuu maksaan ja tarttuu enimmäkseen verenvaihdon kautta; noin 80 prosenttia infektioista muuttuu kroonisiksi ja päättyy tyypillisesti maksasyövään tai maksan vajaatoimintaan. Koska infektiot ovat usein ”hiljaisia”, arvioitu puolet taudista kärsivistä ihmisistä ei ehkä tiedä olevansa infektoitunut tautien torjunnan ja ennaltaehkäisyn keskusten mukaan.

Globalisaatio ja käytäntöjen syntyminen kuten verensiirrot ja huumeiden käyttäjien neulojen jakaminen ovat tehneet HCV: stä merkittävän uhkan kansanterveydelle.Tutkijoiden arvion mukaan infektio on maailmanlaajuisesti noin 150 miljoonalla ihmisellä, suurina pitoisuuksina Afrikassa ja Aasiassa, ja että sen osuus on ainakin useita satoja tuhansia maksasairauksiin liittyvät kuolemantapaukset vuosittain.

HCV-hoitoja on kehitetty. Mutta nykyiset vaihtoehdot ovat kalliita, ja niitä käytetään yleensä vasta myöhään infektion aikana, kun vakavia maksavaurioita on jo esiintynyt. HCV Rokotteita on kehitetty HCV: tä vastaan, mutta toistaiseksi yksikään niistä ei ole onnistunut kliinisissä tutkimuksissa.

HCV on jonkin verran kuin HIV ja influenssavirus Es, tahallinen taudinaiheuttaja, joka kiertää immuunivasteen osittain mutaatiolla. Silti noin 20 prosenttia tartunnan saaneista ihmisistä onnistuu puhdistamaan infektion itse, mikä viittaa siihen, että ihmisen immuunijärjestelmällä on jonkin verran kykyä torjua HCV: tä – kykyä, jota rokote voi parantaa huomattavasti.

Taitava rokotteen taitava rokotesuunnittelu

Zhun ja hänen tiiminsä rokotesuunnittelu keskittyy HCV: n E2-proteiiniin. E2 muodostaa yhdessä pienemmän E1-nimisen proteiinin kanssa piikkimäisiä rakenteita, jotka tutkivat jokaisen viruspartikkelin pintaa. E2 on näiden piikkien alayksikkö, joka sitoutuu maksasolujen reseptoreihin, ja se on HCV-proteiini, johon immuunivaste kohdistuu eniten.

Scripps Research -tiimi käytti muunnettua E2-versiota, joka vakauttaa sen rakenteen ja jättää pois erittäin vaihtelevat ulommat osat, jättäen vain ”ydin” osat, jotka eivät yleensä vaihtele suuresti kannasta toiseen, koska niitä tarvitaan viruksen tehokkaaseen pääsyyn soluihin.

”Ajatuksena on poistaa kaikki E2: n häiriötekijät ja näyttävät immuunijärjestelmälle vain ne olennaiset rakenteelliset elementit, joihin vasta-aineet voivat kiinnittyä erilaisten kantojen neutraloimiseksi ”, Zhu sanoo.

Tiimi kehitti menetelmän kymmenien kopioiden asentamiseksi suunnitellusta E2: sta. proteiineja itseään kokoavan proteiinin ”nanohiukkaseksi”, jotta jokainen näistä valmiista luomuksista tuntuisi immuunijärjestelmälle enemmän kuin todellinen viruspartikkeli.

Hiiriin injektoituna E2: n peittämät nanohiukkaset herättivät vahvempia vasta-ainevasteet kuin pelkästään E2-proteiinit kuolee hiiristä, jotka on kerätty laboratorioastioissa, neutraloidun viruksen kahdesta hyvin erilaisesta ryhmästä tai genotyypistä peräisin olevalle HCV: lle.

Seuraava vaihe, Zhu sanoo, on luoda ”moniarvoinen” rokotemalli joka voi tarjota suojan olennaisesti kaikkia HCV: n eri muotoja vastaan. Se käyttää nanohiukkasia, joissa on E2-ytimiä, jotka edustavat kuutta suurta HCV-genotyyppiä.Prototyyppi voisi olla valmis testaamiseen kädellisillä tai jopa ihmisillä noin vuoden kuluttua, hän lisää.

Zhu ja hänen tiiminsä tekivät vuonna 2018 samanlaisen nanohiukkaspohjaisen suunnitelman HIV-rokotteelle. Tutkijat noudattavat samaa lähestymistapaa kehittäessään rokotteita SARS-CoV-2: ta vastaan, joka aiheuttaa COVID-19: ää, ja Ebolavirusta, joka aiheuttaa virusten verenvuotokuumetta.

”Tämä lähestymistapa tarjoaa meille peruskokemallit, jotka me voi suhteellisen nopeasti muuttua prototyyppirokotteiksi testattavaksi ”, Zhu sanoo.

” Ensimmäisen kirjoittajan Linling He ja Netanel kirjoittivat ”Pro-of-concept hepatiitti C -viruksen E2-ydin nanohiukkasrokotteiden järkevälle suunnittelulle”. Tzarum; Xiaohe Lin, Benjamin Shapero, Cindy Sou, Colin Mann, Armando Stano, Lei Zhang, Kenna Nagy, Erick Giang, Mansun Law, Ian Wilson ja Jiang Zhu, kaikki Scripps-tutkimus.

Rahoituksen myönsi National Institutes of Health (P01 AI124337, AI129698, AI140844, AI123861, AI079031, AI123365 ja AI106005) ja Scripps Researchin spin-off-rokoteyhtiö Ufovax LLC, jolla on yksinoikeudet kehittää ja markkinoida Scripps Researchin nanohiukkasrokotetekniikkaa (1c-SApNP) tietyille tautikohteille.

Lisätietoja: [email protected]