Новый адъювант многократно усилил эффективность белковой вакцины против COVID-19

Китайские ученые создали новый перспективный адъювант для субъединичных вакцин. Существующие вакцины от COVID-19 содержат инактивированные частицы SARS-CoV-2 либо конструкции, кодирующие белки коронавируса (гены в вирусных векторах или мРНК), которые проникают в клетки вакцинированного человека и запускают в них экспрессию антигенов. Многие вакцины против других инфекционных заболеваний изначально содержат не гены белков, а целые белки патогена или отдельные белковые фрагменты. Для достижения необходимого уровня иммунного ответа в такие вакцины обычно добавляют адъюванты — компоненты, которые модифицируют или усиливают действие вакцины, неспецифически стимулируя иммунную систему. 

Сейчас в мире разрабатывается несколько вакцин от COVID-19 на базе модифицированных белков коронавируса. Однако на сегодня FDA одобрило только одну вакцину против COVID-19 на основе белка , разработанную компанией Novavax. Вакцина NVX-CoV2373 содержит рекомбинантные наночастицы с полноразмерным S-белком SARS-CoV-2, а кроме того, запатентованный адъювант Matrix-M, который, по мнению многих экспертов, и обеспечил успех. Это первая белковая вакцина, которая продемонстрировала высокую эффективность против COVID-19.

Ученые из Хуачжунского сельскохозяйственного университета и Классического университета Центрального Китая в Ухане предложили способ, позволяющий резко повысить эффективность белковых вакцин от COVID-19. В ходе экспериментов с особым классом иммунных клеток — инвариантными естественными киллерными Т-клетками (iNKT) — они обнаружили, что производные α-галактозилцерамида (α-GC, или α-GalCer), могут действовать как адъюванты, стимулируя iNKT-клетки и повышая секрецию ими интерлейкина-4 (IL-4), ключевого медиатора иммунного ответа. При исследовании других инфекционных заболеваний было показано, что секреция IL-4 на раннем этапе инфекции положительно коррелирует с уровнем нейтрализующих антител.

Две особенности инвариантных естественных киллерных Т-клеток делают их перспективными мишенями для терапевтических препаратов. Во-первых, у них есть уникальный рецептор липидных антигенов (отсюда и название «инвариантные»), с которым может связываться α-GC — вещество, получаемое из морских губок. Во-вторых, активация кратковременна, и это снижает вероятность неконтролируемого цитолитического эффекта. (Об очистке организма от стареющих клеток с помощью iNKT, активированных α-GC, — на PCR.NEWS.)

Авторы предположили, что производные α-GC можно применить для усиления иммунного ответа и повышения иммуногенности белковых вакцин, в том числе и против COVID-19. Они создали четыре синтетических аналога α-GC и добавили каждый из них в экспериментальную субъединичную вакцину, содержащую фрагмент S-белка SARS-CoV-2 — его рецепторсвязывающий домен (RBD), наиболее важный для проникновения вируса в клетку. Поскольку мономерный RBD вызывает слабый иммунный ответ, авторы сделали RBD-димер: собственно RBD пришили к Fc-фрагменту иммуноглобулина G (IgG) человека. Fc-фрагменты взаимодействуют друг с другом и создают Y-образные структуры, несущие два RBD.

Экспериментальные вакцины с разными версиями адъюванта вводили мышам (по три инъекции в течение 29 дней) и изучали их иммунный ответ к 35-му дню. Оценивались уровни антител, степень их вируснейтрализующей активности, концентрации IL-4 и количество Т-клеток.

Ни один из четырех вариантов α-GC не усиливал Т-клеточный ответ, но все они вызывали выработку более активных типов антител к SARS-CoV-2, способных эффективно связываться с белком вируса. Один из аналогов под названием αGC-CPOEt вызывал сильный цитокиновый ответ с увеличением продукции IL-4 и способствовал выработке антител с наибольшей вируснейтрализующей активностью — в 25 раз большей, чем та, которую вызывала вакцина без адъювантов.

По мнению авторов, αGC-CPOEt может стать адъювантом в новом поколении вакцин для профилактики COVID-19 и других инфекционных заболеваний.