Пластырь с антигеном коронавируса вызывает иммунный ответ у мышей

Исследователи из Питтсбурга создали прототип вакцины к SARS-CoV-2 на основе рекомбинантного вирусного антигена, который доставляется в кожу с помощью микроигл. Исследования на животных дают обнадеживающие результаты.

Credit:
Пресс-релиз Питтсбургского университета

В борьбе с SARS-CoV-2 создание вакцины имеет наивысший приоритет. Лекарственные средства могут помочь избежать летальных исходов и остановить вирус «здесь и сейчас», однако исторические примеры показывают, что полностью победить инфекцию можно только массовыми вакцинациями.

Сейчас в разработке находятся десятки вакцин, включая такие новаторские, как РНК-вакцина. Исследователи из Питтсбургского университета (США) пошли более традиционным путем, не лишенным, однако, инновационных элементов. Используя родственный SARS-CoV-2 вирус MERS, они разработали и протестировали технологическую цепочку, начинающуюся рекомбинантным антигеном и заканчивающуюся эффективным методом его доставки, основанном на микроиглах из карбоксиметилцеллюлозы, которые постепенно деградируют в коже и высвобождают антиген.

Для успешной генерации нейтрализующих антител важна форма, в которой белковый антиген предъявляют иммунной системе. На примере ВИЧ известно, что чем ближе конформация антигенного белка оболочки вируса gp120 к нативной, тем больше вероятность получить нейтрализующие антитела. Хотя любые фрагменты нативного трехсубъединичного gp120 индуцируют большое количество антител, среди них практически отсутствуют нейтрализующие.

Организация S-белка MERS и SARS-CoV-2 в целом аналогична структуре gp120, он также тримерный. Для создания растворимого антигена с нативной иммуногенной конформацией исследователи присоединили к S-белку фрагмент фагового белка фибритина, формирующего тримеры. Фибритин обеспечил тримеризацию вирусного антигена в отсутствие мембранных компонентов.

Кроме того, в антигенной структуре вирусных белков важную роль играет гликозилирование — S-белки фактически является гликопротеинами. Поэтому продукцию антигенов коронавирусов проводили в линии эмбриональных клеток почки человека (HEK 293), обеспечивающих антиген «человеческими» олигосахаридными модификациями.

Метод доставки лекарств и вакцин при помощи блоков микроигл, проникающих в глубокие слои кожи, позволяет точно контролировать динамику поступления активного ингредиента. Для вакцины это особенно важно, поскольку индукция иммунного ответа происходит не мгновенно и поступление относительно небольших доз антигена в течение длительного времени может оказаться более эффективным индуктором иммунного ответа, чем одно- или двукратная вакцинация болюсом, содержащим свободный антиген, немедленно доступный для распознавания.

Первоначально исследователи получили данные по иммунному ответу к S1 белку вируса MERS у мышей. Статистический анализ показал, что иммунизация с использованием деградирующих микроигл эффективнее стандартного подкожного введения антигена. Иммунный ответ к антигену MERS развивался медленно: на 4-й неделе после иммунизации нейтрализующие антитела не детектировались. Тем не менее на 6-й неделе исследователи констатировали развитие высокоэффективного нейтрализующего ответа к вирусу MERS. Титр нейтрализующих антител продолжал повышаться от 23 к 55 неделям, более всего у мышей, иммунизированных микроиглами. Интересно, что контрольная иммунизация живым аденовирусом, несущим рекомбинантный S1 вируса MERS, не усиливала иммунный ответ на отдаленных от момента иммунизации интервалах времени.

Затем разработанную технологию воспроизвели на S1-белке вируса SARS-CoV2. В этом случае исследователи проанализировали лишь данные, полученные на 4-й неделе после иммунизации животных, поэтому в работе отсутствует информация о нейтрализующем иммунном ответе к коронавирусу, вызывающему COVID-19. Вместе с тем, развитие иммунного ответа к SARS-CoV-2 на 4-й неделе после иммунизации было таким же, как и в случае MERS, поэтому можно предполагать, что и нейтрализующий иммунный ответ будет развиваться аналогичным образом.

Авторы особо подчеркнули высокую степень готовности прототипа вакцины к производству. Насколько эффективной будет вакцина, покажут дальнейшие исследования. Вместе с тем, полученный результат дает повод для осторожного оптимизма: традиционный путь получения противовирусных вакцин на основе рекомбинантных антигенов и новых методов их доставки можно считать достаточно перспективным.

Источник

Kima E., et al. // Microneedle array delivered recombinant coronavirus vaccines: Immunogenicity and rapid translational development. // EBioMedicine, 2020 DOI: 10.1016/j.ebiom.2020.102743

Добавить в избранное

Вам будет интересно