Den nye tilnærmingen til vaksinedesign kan også vise seg å være nyttig for å utvikle en potensiell vaksine mot SARS-CoV-2-viruset, som forårsaker COVID-19.

15. april 2020

LA JOLLA, CA — Et nytt design for en vaksine mot hepatitt C-virus (HCV) har vist løfte i tidlige tester, ifølge en studie fra forskere ved Scripps Research.

Forskerne, som presenterte resultatene 15. april i Science Advances, designet en immunstimulerende partikkel som ligner et helt virus og er fylt med modifiserte versjoner av et HCV-konvoluttprotein. Mus inokulert med disse virus-etterlignende partiklene viste en sterkere antistoffrespons enn når de ble inokulert med HCV-proteiner alene. Antistoffresponsen var i stand til å blokkere smittsomheten til flere andre HCV-stammer.

«Dette er et bevis på konseptstudie som vi håper snart vil bli fulgt av ytterligere oppdateringer og tester for å bringe oss nærmere mulige kliniske studier. , Sier seniorforfatter Jiang Zhu, PhD, lektor ved Institutt for integrativ struktur- og beregningsbiologi ved Scripps Research.

Studien var et samarbeid mellom tre Scripps Research labs: Zhu’s; lab of Mansun Law, PhD, lektor ved Institutt for immunologi og mikrobiologi, og laboratoriet til Ian Wilson, DPhil, Hansen professor i strukturell biologi og leder for instituttet for integrativ strukturell og beregningsbiologi.

Konfrontere en pågående global helseutfordring

HCV antas å ha dukket opp for hundrevis av år siden som et menneskelig patogen etter å ha «hoppet» fra et annet pattedyr – muligens sjimpanser, som også kan smittes av viruset. HCV infiserer leveren og overføres hovedsakelig via blodutveksling; Omtrent 80 prosent av infeksjonene blir kroniske og ender vanligvis med leverkreft eller leversvikt. Fordi infeksjonene ofte er «stille», anslår det at anslagsvis halvparten av mennesker med sykdommen ikke vet at de er smittet, ifølge Centers for Disease Control and Prevention.

Globalisering og fremveksten av praksis som blodoverføringer og nåledeling av narkotikabrukere har gjort HCV til en betydelig folkehelsetrussel. Forskere anslår at rundt 150 millioner mennesker over hele verden har infeksjonen, med store konsentrasjoner i Afrika og Asia, og at den utgjør minst flere hundre tusen leversykdomsrelaterte dødsfall årlig.

Behandlinger for HCV er utviklet. Men nåværende alternativer er dyre, og blir vanligvis ikke brukt før sent i løpet av infeksjonen når alvorlig leverskade allerede har oppstått. har også potensial til å utvikle seg til å bli resistent mot medikamentelle behandlinger. Vaksiner har blitt utviklet mot HCV, men så langt har ingen kommet med suksess fra kliniske studier.

HCV er, noe som HIV og influensavirus es, et tåpelig patogen som delvis unngår immunresponsen ved å mutere raskt. Likevel klarer omtrent 20 prosent av de som er smittet å rense infeksjonen på egenhånd, noe som antyder at det menneskelige immunforsvaret har en viss evne til å bekjempe HCV – en evne som en vaksine kan være i stand til å øke kraftig.

Crafty vaksine design for a listy patogen

Vaksine design fra Zhu og teamet hans fokuserer på HCVs E2 protein. E2, i samarbeid med et mindre protein kalt E1, danner pigglignende strukturer som studer overflaten av hver viruspartikkel. E2 er underenheten til disse piggene som binder seg til reseptorer på leverceller, og er HCV-proteinet som er mest målrettet av immunresponsen.

Scripps Research-teamet brukte en modifisert versjon av E2 som stabiliserer strukturen og utelater de svært variable ytre delene, og etterlater bare «kjerne» -delene som ikke har en tendens til å variere mye fra belastning til belastning fordi de er nødvendige for at viruset skal komme effektivt inn i celler.

«Ideen er å fjerne alle de distraherende delene av E2 og viser til immunforsvaret bare de essensielle strukturelle elementene der antistoffer kan feste seg for å nøytralisere forskjellige stammer, sier Zhu.

Teamet utviklet en metode for å montere dusinvis av eksemplarer av den konstruerte E2. proteiner på et selvmonterende protein «nanopartikkel» slik at hver av disse fullførte kreasjonene ville føles for immunforsvaret mer som en ekte viruspartikkel.

Injisert i mus, fremkalte de E2-dekkede nanopartiklene sterkere antistoffresponser enn E2-proteiner alene dør høstet fra musene, nøytralisert, i laboratoriedisk-tester, HCV fra to vidt forskjellige grupper, eller genotyper, av viruset.

Det neste trinnet, sier Zhu, er å lage en «polyvalent» vaksine-design som kan gi beskyttelse mot i hovedsak alle de forskjellige former for HCV. Den vil bruke nanopartikler med E2-kjerner som er representative for de seks store HCV-genotypene.En prototype kan være klar for testing hos primater eller til og med mennesker om et år eller så, legger han til.

Zhu og teamet hans i 2018 oppnådde en lignende nanopartikkelbasert design for en vaksine mot HIV. Forskerne følger samme tilnærming for å utvikle vaksiner mot SARS-CoV-2, som forårsaker COVID-19, og Ebolavirus, som forårsaker viral blødningsfeber.

«Denne tilnærmingen gir oss grunnleggende vaksinemaler som vi kan relativt raskt bli prototype vaksiner for testing, ”sier Zhu.

» Proof-of-concept for rasjonell design av hepatitt C-virus E2-kjerne-nanopartikkelvaksiner «ble skrevet av medforfatterne Linling He og Netanel Tzarum; Xiaohe Lin, Benjamin Shapero, Cindy Sou, Colin Mann, Armando Stano, Lei Zhang, Kenna Nagy, Erick Giang, Mansun Law, Ian Wilson og Jiang Zhu, alle Scripps Research.

Finansiering ble levert av National Institutes of Health (P01 AI124337, AI129698, AI140844, AI123861, AI079031, AI123365 og AI106005) og av Ufovax LLC, et avledningsvaksinefirma fra Scripps Research, som har enerett til å utvikle og kommersialisere Scripps Research nanopartikkel vaksine teknologi (1c-SApNP) for visse sykdomsmål.

For mer informasjon, kontakt [email protected]