Новая вакцина против коронавируса защитила мышей от вариантов, вызывающих опасения

Существующие вакцины против COVID-19 хуже защищают от многих новых штаммов коронавируса. Кроме того, эффективность вакцин со временем довольно быстро снижается, и нужна ревакцинация. Так что необходимость в создании новых вакцин не исчезает.

Ученые из Вистаровского института (США) разработали вакцину на основе наночастиц с более широким спектром действия, которая должна обеспечить длительную защиту при однократной иммунизации. Кроме того, вакцину можно хранить при комнатной температуре, то есть распространять ее будет проще. Для ее создания авторы объединили три технологии — иммунную фокусировку, самосборку наночастиц и доставку в виде ДНК.

В состав существующих вакцин входит немодифицированный рецептор-связывающий домен (RBD) S-белка SARS-CoV-2. Иммунная система может игнорировать мутировавший домен новых штаммов, или отзывается не так охотно.

Чтобы повлиять на распознавание вирусных белков антителами, к белкам можно присоединить остатки сахаров. Это может произойти случайно — мутации с возникновением сайтов гликозилирования возникают в вирусах гриппа и ВИЧ и помогают им уходить от действия иммунитета. Но можно использовать гликозилирование и против самих вирусов. Такую стратегию ученые уже пробовали применять для создания вакцины против всех штаммов коронавируса.

В новой работе авторы сначала гликозилировали RBD in vitro. Они идентифицировали гликаны, которые улучшали связывание RBD с нейтрализующими антителами и препятствовали связыванию с другими антителами. В итоге получилось несколько вариантов модифицированного RBD.

Для создания новой вакцины авторы присоединили модифицированные RBD к четырем разным белковым каркасам, способным к самосборке. С помощью компьютерного моделирования получились наночастицы, презентующие до 180 модифицированных RBD. Инструкции для синтеза таких наночастиц закодировали в ДНК, которые затем вводили в клетку. После этого клетка сама производила наночастицы; механизм похож на современные мРНК-вакцины.

Исследователи иммунизировали мышей несколькими вариантами новой вакциной и обнаружили, что они вызывают выработку гораздо большего количества нейтрализующих антител по сравнению с мономером обычного RBD или S-белком. Более того, связывающие и нейтрализующие антитела вырабатывались в большом количестве у иммунизированных мышей при заражении штаммами альфа, бета, гамма и дельта. При этом достаточно одной дозы вакцины, чтобы уровень антител сохранялся в течение полугода.

«Трудность с современными вакцинами заключается в том, что нейтрализующие антитела со временем истощаются», — сказал Дэниэл Калп, доцент Центра вакцин и иммунотерапии Вистаровского института и соавтор исследования. — Вакцина с наночастицами вызывала стойкий ответ после однократной иммунизации у мышей в течение шести месяцев, в отличие от того, что мы наблюдаем с текущими вакцинами против SARS-CoV-2 у людей».

Также ученые оценили защитные свойства вакцин. Трансгенных мышей, экспрессирущих человеческий АСЕ2, прививали различными вариантами новой вакцины, после чего их заражали летальной дозой SARS-CoV-2. При использовании одного из вариантов все мыши выжили, хватило одной дозы. В то же время 9 из 10 мышей, которым вводили мономер RBD, умерли через несколько дней после заражения. Иммуногенность вакцины также продемонстрировали на морских свинках и хомячках.

Дэниэл Калп также отметил, что их вакцина защищает от новых штаммов благодаря тому, что остатки сахаров не только ингибируют выработку антител, не являющихся нейтрализующими, но и блокирует участки с мутациями. В настоящее время идут эксперименты с омикроном.