Nowe podejście do projektowania szczepionek może również okazać się przydatne w opracowaniu potencjalnej szczepionki przeciwko wirusowi SARS-CoV-2, który powoduje COVID-19.

15 kwietnia 2020 r.

LA JOLLA, Kalifornia – Nowy projekt szczepionki przeciwko wirusowi zapalenia wątroby typu C (HCV) okazał się obiecujący we wczesnych testach, według badań przeprowadzonych przez naukowców z Scripps Research.

Naukowcy, którzy 15 kwietnia przedstawili swoje wyniki w Science Advances, zaprojektowali cząsteczkę stymulującą układ odpornościowy, która przypomina cały wirus i jest usiana zmodyfikowanymi wersjami białka otoczki HCV. Myszy zaszczepione tymi cząsteczkami naśladującymi wirusy wykazały silniejszą odpowiedź przeciwciał niż po zaszczepieniu samodzielnie białkami HCV. Odpowiedź przeciwciał była w stanie zablokować zakaźność kilku innych szczepów HCV.

„To jest dowód słuszności koncepcji, po którym, mamy nadzieję, wkrótce nastąpią dalsze aktualizacje i testy, które przybliżą nas do możliwych badań klinicznych , ”Mówi naczelny autor badania dr Jiang Zhu, profesor nadzwyczajny na Wydziale Integracyjnej Biologii Strukturalnej i Obliczeniowej w Scripps Research.

Badanie było wynikiem współpracy trzech laboratoriów Scripps Research: Zhu; laboratorium Dr Mansun Law, profesor nadzwyczajny na Wydziale Immunologii i Mikrobiologii oraz laboratorium Iana Wilsona, DPhila, profesora Hansena Biologii Strukturalnej i Katedry Integracyjnej Biologii Strukturalnej i Obliczeniowej.

W obliczu Uważa się, że HCV pojawił się co najmniej setki lat temu jako ludzki patogen po „przeskoczeniu” od innego ssaka – prawdopodobnie szympansów, które również mogą być zakażone wirusem. HCV infekuje wątrobę i jest przenoszony głównie poprzez wymianę krwi; około 80 procent infekcji przechodzi w stan przewlekły i zazwyczaj kończy się rakiem wątroby lub niewydolnością wątroby. Ponieważ infekcje są często „ciche”, według Centers for Disease Control and Prevention szacuje się, że połowa osób z tą chorobą może nie wiedzieć, że jest zarażona.

Globalizacja i pojawienie się praktyk takie jak transfuzje krwi i dzielenie się igłami przez osoby używające narkotyków spowodowały, że HCV stanowi poważne zagrożenie dla zdrowia publicznego. Naukowcy szacują, że około 150 milionów ludzi na całym świecie jest zakażonych, z dużymi stężeniami w Afryce i Azji, a co najmniej kilkaset co roku umiera z powodu chorób wątroby.

Opracowano metody leczenia HCV. Jednak obecne opcje są drogie i zazwyczaj nie są stosowane do późnego stadium infekcji, kiedy już wystąpiło poważne uszkodzenie wątroby. HCV ma również potencjał, aby ewoluować, aby stać się opornym na leczenie farmakologiczne. Opracowano szczepionki przeciwko HCV, ale jak dotąd żadna z nich nie wyszła pomyślnie z badań klinicznych.

HCV jest czymś w rodzaju wirusa HIV i grypy es, przebiegły patogen, który unika odpowiedzi immunologicznej, częściowo poprzez szybką mutację. Mimo to około 20 procent zakażonych ludzi udaje się samodzielnie usunąć infekcję, co sugeruje, że ludzki układ odpornościowy ma pewną zdolność do zwalczania HCV – zdolność, którą szczepionka może znacznie wzmocnić.

Sprytny projekt szczepionki przeciwko sprytnemu patogenowi

Projekt szczepionki Zhu i jego zespołu koncentruje się na białku E2 HCV. E2, we współpracy z mniejszym białkiem o nazwie E1, tworzy struktury podobne do kolców, które zajmują powierzchnię każdej cząsteczki wirusa. E2 jest podjednostką tych kolców, która wiąże się z receptorami na komórkach wątroby i jest białkiem HCV najbardziej docelowym dla odpowiedzi immunologicznej.

Zespół Scripps Research zastosował zmodyfikowaną wersję E2, która stabilizuje jego strukturę i pomija bardzo zmienne części zewnętrzne, pozostawiając tylko „rdzeniowe” części, które zwykle nie różnią się zbytnio w zależności od szczepu, ponieważ są potrzebne do skutecznego wejścia wirusa do komórek.

„Chodzi o to, aby usunąć wszystko rozpraszające części E2 i wyświetlają układowi odpornościowemu tylko te istotne elementy strukturalne, do których mogą przyczepiać się przeciwciała, aby zneutralizować różne szczepy ”- mówi Zhu.

Zespół opracował metodę montażu dziesiątek kopii zmodyfikowanego E2 białka na samoorganizującą się „nanocząsteczkę” białka, tak aby każda z tych ukończonych kreacji była dla układu odpornościowego bardziej podobna do prawdziwej cząsteczki wirusa.

Wstrzyknięte myszom nanocząsteczki pokryte E2 wywołały odpowiedzi przeciwciał niż same białka E2 umiera zebrane od myszy zneutralizowanych, w testach laboratoryjnych, HCV z dwóch bardzo różnych grup lub genotypów wirusa.

Następnym krokiem, mówi Zhu, jest stworzenie projektu szczepionki „wielowartościowej” które mogą zapewnić ochronę zasadniczo przed wszystkimi różnymi postaciami HCV. Wykorzysta nanocząstki z rdzeniami E2, które są reprezentatywne dla sześciu głównych genotypów HCV.Dodaje, że prototyp może być gotowy do testów na naczelnych, a nawet ludziach za mniej więcej rok.

Zhu i jego zespół w 2018 roku opracowali podobny, oparty na nanocząsteczkach projekt szczepionki przeciwko HIV. Naukowcy stosują to samo podejście, aby opracować szczepionki przeciwko SARS-CoV-2, który powoduje COVID-19 i Ebolawirusa, który wywołuje wirusową gorączkę krwotoczną.

„To podejście zapewnia nam podstawowe szablony szczepionek, które może stosunkowo szybko przekształcić się w prototypowe szczepionki do testowania ”, mówi Zhu.

„ Dowód koncepcji racjonalnego projektowania rdzeniowych szczepionek nanocząsteczkowych E2 wirusa zapalenia wątroby typu C ”został napisany przez współautorów Linling He i Netanel Tzarum; Xiaohe Lin, Benjamin Shapero, Cindy Sou, Colin Mann, Armando Stano, Lei Zhang, Kenna Nagy, Erick Giang, Mansun Law, Ian Wilson i Jiang Zhu – wszyscy z Scripps Research.

Finansowanie zapewnił National Institutes of Health (P01 AI124337, AI129698, AI140844, AI123861, AI079031, AI123365 i AI106005) oraz przez Ufovax LLC, spółkę spin-off firmy Scripps Research zajmującą się szczepionkami, która posiada wyłączne prawa do opracowywania i komercjalizacji technologii szczepionek nanocząsteczkowych Scripps Research (1c-SApNP) w przypadku określonych chorób.

Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z [email protected]