Det nya tillvägagångssättet för vaccindesign kan också visa sig användbart för att utveckla ett potentiellt vaccin mot SARS-CoV-2-viruset, vilket orsakar COVID-19.
15 april 2020
LA JOLLA, CA — En ny design för ett vaccin mot hepatit C-virus (HCV) har visat löfte i tidiga tester, enligt en studie från forskare vid Scripps Research.
Forskarna, som presenterade sina resultat den 15 april i Science Advances, designade en immunstimulerande partikel som liknar ett helt virus och är fylld med modifierade versioner av ett HCV-kuvertprotein. Möss som inokulerats med dessa virusimiterande partiklar visade ett starkare antikroppssvar än när de inokulerades med HCV-proteiner på egen hand. Antikroppssvaret kunde blockera infektiviteten hos flera andra HCV-stammar.
”Detta är ett bevis på konceptstudie som vi hoppas snart kommer att följas av ytterligare uppdateringar och tester för att föra oss närmare möjliga kliniska prövningar ”, Säger studieförfattare Jiang Zhu, doktor, docent vid institutionen för integrativ struktur- och beräkningsbiologi vid Scripps Research.
Studien var ett samarbete mellan tre Scripps Research Labs: Zhu’s; lab of Mansun Law, doktor, docent vid Institutionen för immunologi och mikrobiologi, och laboratoriet för Ian Wilson, DPhil, Hansen professor i strukturell biologi och ordförande för institutionen för integrativ struktur- och beräkningsbiologi.
Konfrontera en pågående global hälsoutmaning
HCV tros ha uppstått för åtminstone hundratals år sedan som en mänsklig patogen efter att ha ”hoppat” från ett annat däggdjur – eventuellt schimpanser, som också kan infekteras av viruset. HCV infekterar levern och överförs främst via blodutbyte; cirka 80 procent av infektionerna blir kroniska och slutar vanligtvis i levercancer eller leversvikt. Eftersom infektioner ofta är ”tysta”, beräknas hälften av människor med sjukdomen kanske inte veta att de är smittade, enligt Centers for Disease Control and Prevention.
Globalisering och framväxten av metoder som blodtransfusioner och nåldelning av droganvändare har gjort HCV till ett betydande hot mot folkhälsan. Forskare uppskattar att ungefär 150 miljoner människor världen över har infektionen, med stora koncentrationer i Afrika och Asien, och att den står för minst flera hundra tusen leversjukdomsrelaterade dödsfall årligen.
Behandlingar för HCV har utvecklats. Men nuvarande alternativ är dyra och används vanligtvis inte förrän sent under infektionen när allvarlig leverskada redan har inträffat. har också potential att utvecklas till att bli resistent mot läkemedelsbehandlingar. Vacciner har utvecklats mot HCV, men hittills har inget framkommit framgångsrikt från kliniska prövningar.
HCV är ungefär som HIV och influensavirus es, en tuff patogen som delvis undviker immunsvaret genom att snabbt mutera. Cirka 20 procent av de smittade lyckas fortfarande rensa infektionen på egen hand, vilket tyder på att det mänskliga immunsystemet har en viss förmåga att bekämpa HCV – en förmåga som ett vaccin kanske kan öka kraftigt.
Craftig vaccindesign för en listig patogen
Vaccindesignen från Zhu och hans team är inriktad på HCVs E2-protein. E2, i samarbete med ett mindre protein som heter E1, bildar spikliknande strukturer som tappar ytan på varje viruspartikel. E2 är underenheten för dessa spikar som binder till receptorer på leverceller och är det HCV-protein som är mest riktat av immunsvaret.
Scripps Research Team använde en modifierad version av E2 som stabiliserar dess struktur och utelämnar de mycket variabla yttre delarna och lämnar bara ”kärndelarna” som tenderar att inte variera mycket från stam till stam eftersom de behövs för att viruset effektivt ska komma in i celler. de distraherande delarna av E2 och visar för immunsystemet endast de väsentliga strukturella elementen där antikroppar kan fästas för att neutralisera olika stammar, säger Zhu.
Teamet utvecklade en metod för att montera dussintals kopior av den konstruerade E2. proteiner på ett självmonterande protein ”nanopartikel” så att var och en av dessa färdiga skapelser skulle kännas, för immunsystemet, mer som en riktig viruspartikel.
Injicerad i möss, framkallade de E2-täckta nanopartiklarna starkare antikroppssvar än enbart E2-proteiner dör skördade från mössen neutraliserade i laboratoriediskprover HCV från två väldigt olika grupperingar, eller genotyper, av viruset.
Nästa steg, säger Zhu, är att skapa en ”flervärd” vaccindesign som kan ge skydd mot i princip alla olika former av HCV. Den kommer att använda nanopartiklar med E2-kärnor som är representativa för de sex stora HCV-genotyperna.En prototyp kan vara redo att testas hos primater eller till och med människor om ett år eller så, tillägger han.
Zhu och hans team gjorde 2018 en liknande nanopartikelbaserad design för ett vaccin mot HIV. Forskarna följer samma tillvägagångssätt för att utveckla vacciner mot SARS-CoV-2, som orsakar COVID-19, och Ebolavirus, som orsakar viral hemorragisk feber.
”Detta tillvägagångssätt ger oss grundläggande vaccinmallar som vi kan relativt snabbt förvandlas till prototypvacciner för testning ”, säger Zhu.
” Proof-of-concept för rationell design av hepatit C-virus E2-kärnvacciner i nanopartiklar ”skrevs av medförfattare Linling He och Netanel Tzarum; Xiaohe Lin, Benjamin Shapero, Cindy Sou, Colin Mann, Armando Stano, Lei Zhang, Kenna Nagy, Erick Giang, Mansun Law, Ian Wilson och Jiang Zhu, alla Scripps Research.
Finansieringen tillhandahölls av National Institutes of Health (P01 AI124337, AI129698, AI140844, AI123861, AI079031, AI123365 och AI106005) och av Ufovax LLC, ett avknoppningsvaccinföretag av Scripps Research, som har exklusiva rättigheter att utveckla och kommersialisera Scripps Research nanopartikelvaccinteknik (1c-SApNP) för vissa sjukdomsmål.
För mer information, kontakta [email protected]
