С момента появления тяжелого острого респираторного синдрома коронавируса-2 (SARS-CoV-2), возбудителя пандемии коронавирусной болезни 2019 (COVID-19), было обнаружено несколько геномных мутаций. Например, преобладающий в настоящее время вариант SARS-CoV-2 Omicron содержит множество мутаций, ответственных за его повышенную вирулентность и трансмиссивность по сравнению с исходным штаммом SARS-CoV-2.

Фон

Характеристика штамма Omicron выявила наличие множества аминокислотных замен, вставок и делеций в области шипа (S). Это открытие вызвало опасения, связанные со снижением эффективности доступных вакцин против COVID-19. Это связано с тем, что все доступные вакцины были разработаны на основе белка S предкового штамма. 

Неудивительно, что этот вариант показал обширную устойчивость к вакцинам против COVID-19, что привело к большому количеству прорывных инфекций среди вакцинированного населения. Кроме того, было обнаружено, что люди, выздоровевшие от COVID-19, повторно инфицированы этим штаммом SARS-CoV-2.

В геноме Omicron наличие мутаций, таких как G446S, S371L, K417N, Q493R, N440K и E484A, было связано с его сниженной способностью нейтрализовать антитела. Кроме того, сниженная антигенность наблюдалась в белке домена связывания рецептора омикрон (RBD) из-за нарушения серологических ответов. Стратегия бустерной вакцинации также не привела к получению высоких титров нейтрализующих антител , эффективных против этого штамма. Следовательно, важно разработать вакцину нового поколения против SARS-CoV-2, которая могла бы быть эффективной против обновленного варианта Omicron.

Хотя шип RBD SARS-CoV-2 представляет собой видную мишень для разработки вакцины, для повышения антигенности применялось несколько стратегий, связанных с мультимеризацией антигена, нацеленных на RBD. Тем не менее, подходы мультимеризации RBD продемонстрировали значительные сложности, связанные с клиническим применением.

Gaia Herbs, Бронхиальный оздоровительный сироп, 5,4 жидких унций (160 мл)

Пептиды, присутствующие в последовательностях 1 и 2 шиповидных гептадных повторов (HR1 и HR2), обладают свойствами самосборки, которые можно использовать для повышения антигенности. Эти пептиды могут автоматически собираться в структуру пучка из 6 спиралей и тримеризовать RBD, тем самым повышая его антигенность. Эта концепция была изучена в недавнем  исследовании Nature Communications  , в котором использовалась бакуловирусная система экспрессии для экспрессии различных белков-мишеней. Ранее эта технология использовалась для разработки вакцин против гриппа и вируса папилломы человека.

Об исследовании

В настоящем исследовании сообщается о разработке новой самособирающейся тримерной субъединичной вакцины RBD, которая может эффективно предотвращать заражение вариантами SARS-CoV-2, включая доминирующий в настоящее время циркулирующий вариант Omicron. Вакцинный антиген был разработан путем объединения RBD с HR, и полученный белок RBD-HR был собран в тримеры в растворе.

Мышиную модель использовали для определения иммуногенности белка RBD-HR/тримера с адъювантом, подобным MF59, и анализировали ответ антител, вызванный белком. Мышей внутримышечно иммунизировали различными дозами недавно составленной RBD-HR/тримерной вакцины, следуя схеме первичной ревакцинации с интервалом в 21 день. Контрольной группе вводили фосфатно-солевой буфер (PBS) или 10 мкг RBD-HR/тримерного белка без адъюванта. Образцы сыворотки отбирали на 7-й, 14-й, 56-й и 100-й дни после вакцинации.

Ключевые результаты

У мышей, получивших однократную дозу вакцины RBD-HR/тример, на 7-й день наблюдался повышенный уровень специфичных к RBD IgG. На ранней стадии иммунитета реакция связывания антител носила дозозависимый характер, т. е. более высокие анти-RBD IgG. титры наблюдались у мышей, которым вводили повышенную дозу RBD-HR/тримерной вакцины в составе адъюванта. 

Интересно, что даже низкая доза вакцины с адъювантом была способна индуцировать высокие уровни анти-RBD IgG после двух доз вакцинации. Кроме того, в группе без адъюванта, т.е. у мышей, получивших вакцинацию RBD-HR/тримером, после последней иммунизации продуцировался стойкий ответ антител IgG. Оценивали сопоставимый конечный титр антител против RBD после трехдозовой вакцинации. 

В этом исследовании для всех экспериментов использовали 10 мкг RBD-HR/тример, приготовленный с адъювантом. Этот состав вакцины продемонстрировал высокие уровни выработки нейтрализующих антител, которые были эффективны против прототипа, штаммов бета, дельта, альфа и омикрон на нескольких животных моделях.

Текущее исследование показало, что белок RBD, слитый с HR, содержит мутации L452R и T478K, которые могут самособираться в тримеры и, таким образом, индуцировать высокие уровни нейтрализующих антител. Эти антитела могут эффективно предотвращать заражение вариантами SARS-CoV-2, включая штамм Omicron.

Выводы

Недавно сформулированный белок RBD-HR/тример с адъювантом был способен индуцировать стойкий Т-клеточный и устойчивый гуморальный иммунный ответ. Использование свойства самосборки HR значительно улучшило иммуногенность RBD за счет тримеризации. Для этой цели исследователям не нужно было вводить вирусные последовательности, отличные от SARS-CoV-2. Поскольку HR высококонсервативен среди вариантов SARS-CoV-2, этот состав вакцины может оставаться эффективным не только против широкого спектра существующих вариантов SARS-CoV-2, но и против будущих вариантов.