Noua abordare a proiectării vaccinului se poate dovedi utilă și în dezvoltarea unui potențial vaccin împotriva virusului SARS-CoV-2, care provoacă COVID-19.

15 aprilie 2020

LA JOLLA, CA – Un nou proiect pentru un vaccin împotriva virusului hepatitei C (VHC) s-a dovedit promițător în testele timpurii, potrivit unui studiu realizat de oamenii de știință de la Scripps Research.

Oamenii de știință, care își prezintă rezultatele pe 15 aprilie în Science Advances, au conceput o particulă stimulantă imunitară care seamănă cu un virus întreg și este împodobită cu versiuni modificate ale unei proteine din plic HCV. Șoarecii inoculați cu aceste particule care imită virusul au prezentat un răspuns anticorp mai puternic decât atunci când au fost inoculați cu proteine VHC pe cont propriu. Răspunsul anticorpului a reușit să blocheze infectivitatea altor câteva tulpini de VHC.

„Aceasta este o dovadă a studiului conceptului pe care sperăm că va fi urmat în curând de noi actualizări și teste pentru a ne apropia de posibilele studii clinice. ”, Spune autorul principal al studiului, Jiang Zhu, dr., Profesor asociat la Departamentul de Biologie Structurală și Computațională Integrativă la Scripps Research.

Studiul a fost o colaborare între trei laboratoare de cercetare Scripps: Zhu; Dr. Mansun Law, dr., Profesor asociat la Departamentul de Imunologie și Microbiologie și laboratorul lui Ian Wilson, DPhil, profesor Hansen de Biologie Structurală și președinte al Departamentului de Biologie Structurală și Computațională Integrativă.

Confronting an provocare în sănătate globală în curs de desfășurare

Se presupune că VHC a apărut cu cel puțin sute de ani în urmă ca agent patogen uman după „sărituri” de la un alt mamifer – posibil cimpanzei, care, de asemenea, pot fi infectați de virus. VHC infectează ficatul și se transmite mai ales prin schimbul de sânge; aproximativ 80% dintre infecții devin cronice și se termină de obicei cu cancer hepatic sau insuficiență hepatică. Deoarece infecțiile sunt adesea „tăcute”, se estimează că jumătate dintre persoanele cu boală ar putea să nu știe că sunt infectate, potrivit Centrelor pentru Controlul și Prevenirea Bolilor.

Globalizarea și apariția practicilor precum transfuziile de sânge și împărțirea acului de către consumatorii de droguri au făcut din VHC o amenințare semnificativă pentru sănătatea publică. Cercetătorii estimează că aproximativ 150 de milioane de oameni din întreaga lume au infecția, cu concentrații mari în Africa și Asia și că aceasta reprezintă cel puțin câteva sute de mii decese asociate bolilor hepatice anual.

Au fost dezvoltate tratamente pentru VHC. Dar opțiunile actuale sunt costisitoare și, de obicei, nu sunt utilizate până târziu în cursul infecției, când au apărut deja leziuni hepatice severe. VHC are, de asemenea, potențialul de a evolua pentru a deveni rezistent la tratamentele medicamentoase. Vaccinurile au fost dezvoltate împotriva VHC, dar până acum niciunul nu a ieșit cu succes din studiile clinice.

VHC este, oarecum asemănător cu HIV și virusul gripal es, un agent patogen viclean care evită parțial răspunsul imun prin mutarea rapidă. Cu toate acestea, aproximativ 20% dintre persoanele infectate reușesc să elimine singură infecția, ceea ce sugerează că sistemul imunitar uman are o anumită capacitate de a lupta împotriva VHC – o capacitate pe care un vaccin ar putea să o stimuleze foarte mult.

Designul vaccinului pentru un agent patogen viclean

Proiectarea vaccinului de la Zhu și echipa sa se concentrează pe proteina E2 a VHC. E2, în parteneriat cu o proteină mai mică numită E1, formează structuri asemănătoare vârfurilor care studiază suprafața fiecărei particule de virus. E2 este subunitatea acestor vârfuri care se leagă de receptorii de pe celulele hepatice și este proteina HCV cea mai vizată de răspunsul imun.

Echipa de cercetare Scripps a folosit o versiune modificată a E2 care îi stabilizează structura și omite porțiunile exterioare extrem de variabile, lăsând doar porțiunile „de bază” care tind să nu varieze mult de la tulpină la tulpină, deoarece sunt necesare pentru intrarea eficientă a virusului în celule.

„Ideea este să înlăturăm toate părțile distractive ale E2 și afișează sistemului imunitar numai acele elemente structurale esențiale în care anticorpii se pot atașa pentru a neutraliza diferite tulpini „, spune Zhu.

Echipa a dezvoltat o metodă de montare a zeci de copii ale E2 proiectat proteine pe o „nanoparticulă” de proteine auto-asamblate, astfel încât fiecare dintre aceste creații finalizate să simtă, pentru sistemul imunitar, mai degrabă o particulă de virus reală. răspunsurile anticorpilor decât proteinele E2 moare recoltate de la șoareci neutralizate, în testele de laborator, VHC din două grupări diferite, sau genotipuri, ale virusului.

Următorul pas, spune Zhu, este crearea unui design de vaccin „polivalent” care poate conferi protecție în esență tuturor diferitelor forme de VHC. Se vor folosi nanoparticule cu nuclee E2 care sunt reprezentative pentru cele șase genotipuri majore ale VHC.Un prototip ar putea fi gata pentru testare la primate sau chiar la oameni peste un an sau ceva, adaugă el.

Zhu și echipa sa în 2018 au realizat un design similar bazat pe nanoparticule pentru un vaccin împotriva HIV. Cercetătorii urmează aceeași abordare pentru a dezvolta vaccinuri împotriva SARS-CoV-2, care provoacă COVID-19, și Ebolavirus, care provoacă febră hemoragică virală.

„Această abordare ne oferă șabloane de vaccin de bază pe care le se poate transforma relativ rapid în prototipuri de vaccinuri pentru testare „, spune Zhu.

„ Dovada conceptului pentru proiectarea rațională a vaccinurilor cu nanoparticule de bază E2 cu virusul hepatitei C ”a fost scrisă de co-primii autori Linling He și Netanel Țarum; Xiaohe Lin, Benjamin Shapero, Cindy Sou, Colin Mann, Armando Stano, Lei Zhang, Kenna Nagy, Erick Giang, Mansun Law, Ian Wilson și Jiang Zhu, toate din Scripps Research.

Finanțarea a fost asigurată de Institutele Naționale de Sănătate (P01 AI124337, AI129698, AI140844, AI123861, AI079031, AI123365 și AI106005) și de către Ufovax LLC, o companie de vaccinuri spin-off a Scripps Research, care deține drepturi exclusive pentru dezvoltarea și comercializarea tehnologiei de vaccinare a nanoparticulelor Scripps Research (1c-SApNP) pentru anumite ținte ale bolii.

Pentru mai multe informații, contactați [email protected]