В недавнем исследовании, опубликованном в журнале Pathogens , сообщается, что интраназальная вакцина против коронавируса тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2) индуцирует иммунные реакции слизистых оболочек у мышей.

Вакцины против SARS-CoV-2 вводятся внутримышечно (в/м) и вызывают системные иммунные реакции. Обсуждается, вызывает ли внутримышечное введение вакцины значительный иммунитет слизистых оболочек. Вакцины против SARS-CoV-2 на основе мРНК вызывают слабые реакции слизистой оболочки.

Как правило, профилактическая в/м вакцинация приводит к выработке антител, преимущественно сывороточного иммуноглобулина G (IgG), и отсутствию иммунного ответа в месте инфекции. С другой стороны, интраназальная (ИН) иммунизация может защитить от инфекции в верхних дыхательных путях с сильным локальным ответом IgA. В нескольких сообщениях указывается, что ИН введение вакцин вызывает защитные иммунные реакции.

Ранее авторы описали липосомы, содержащие кобальтовые (Co) порфириновые фосфолипиды (PoPs). Липосомы CoPoP могут быть приготовлены с липидными адъювантами, такими как 3D6A-PHAD. Эти липосомы можно использовать для преобразования растворимых антигенов в антигенные частицы и индукции сильных иммунных ответов. Кроме того, эти липосомы позволяют связывать His-меченые пептиды/белки за счет взаимодействия между кобальтом и His-меткой.

Исследование и выводы

В настоящем исследовании ученые продемонстрировали, что инъекционное введение иммуногенных липосом, отображающих рецептор-связывающий домен шипа SARS-CoV-2 (RBD), может генерировать сильные антиген-специфические IgA и клеточные ответы в легких мышей.

Во-первых, антиген RBD SARS-CoV-2 с меткой His смешивали с липосомами CoPoP/3D6A-PHAD для получения CP/RBD, отображаемого на липосомах RBD. Мышам K18, экспрессирующим человеческий ангиотензинпревращающий фермент 2 (hACE2), вводили инъекционно или внутримышечно CP/RBD в дни 0 и 14 в трех различных концентрациях RBD (0,5, 1 или 2 мкг).

Solgar, пиколинат цинка, 100 таблеток

Гомогенаты легких собирали через 28 дней после иммунизации. В/м иммунизация не индуцировала обнаруживаемые титры анти-RBD IgA в легких, тогда как инъекционная иммунизация вызывала устойчивые титры IgA. Однако ответы анти-RBD IgG в легких были очевидны при любом способе вакцинации. Примечательно, что в/м иммунизация индуцировала значительно более сильный ответ IgG в сыворотке, чем инъекционная иммунизация.

Кроме того, был проведен тест на нейтрализацию суррогатного вируса (sVNT) с использованием гомогенатов легких и образцов сыворотки. Гомогенаты легких мышей с инъекционной иммунизацией ингибировали 96% взаимодействия RBD-ACE2 при дозе RBD 2 мкг. Напротив, мыши, иммунизированные внутримышечно, ингибировали 71% взаимодействия RBD-ACE2 при той же дозе RBD. 

С другой стороны, сыворотка мышей, иммунизированных IN или IM, ингибировала 92% взаимодействий между RBD и ACE2 при дозе RBD 2 мкг. Затем был проведен анализ ELISPOT с интерфероном-гамма (IFNγ) для обнаружения RBD-специфических Т-лимфоцитов после повторной стимуляции клеток легких и селезенки с помощью RBD. ИН иммунизация мышей приводила к большему количеству пятнистообразующих клеток (SFC) в легких, чем IM иммунизация. Напротив, внутримышечная иммунизация мышей увеличивала частоту SFC в селезенке.

Кроме того, авторы исследовали, приводит ли введение липосом CP/RBD к их поглощению иммунными клетками в легких. С этой целью они разработали Co-free PoP (CPP) в качестве флуоресцентного индикатора. Поглощение липосом CPP/RBD антигенпрезентирующими клетками (APC) оценивали через 24 часа после введения.

Команда наблюдала за поглощением частиц CPP/RBD дендритными клетками и макрофагами. Кроме того, мышей иммунизировали инъекционно или в/м 0,5 мкг CP/RBD в дни 0 и 14 и заражали инъекционно летальной дозой SARS-CoV-2 (10 5 бляшкообразующих единиц). Через два и четыре дня после заражения (dpi) мышей подвергали эвтаназии и оценивали вирусную нагрузку в легких и носовых раковинах.

Вирусная нагрузка у мышей, которым вводили CP/RBD, была значительно ниже, чем у контрольных мышей, получавших фосфатно-солевой буфер (PBS). Примечательно, что мыши, иммунизированные внутримышечно, имели неопределяемую вирусную нагрузку через два и четыре дня после заражения. У иммунизированных мышей наблюдалась 100% выживаемость без потери веса независимо от способа введения.

Выводы

Введение вакцин удобно и потенциально может стимулировать иммунитет слизистых оболочек. Антиген-специфические антитела могут ингибировать вирусную инфекцию в дыхательных путях в месте проникновения. Авторы показали, что введение CP/RBD в режиме IN индуцирует анти-RBD IgA в легких, в то время как IM иммунизация не вызывает ответов IgA.

И наоборот, в/м иммунизация индуцировала более устойчивый ответ IgG в сыворотке, чем инъекционная иммунизация. В целом результаты показали, что интраназальное введение RBD SARS-CoV-2, представленного на липосомах, защищало мышей от смертельной вирусной инфекции; он также снизил вирусную нагрузку в носовых раковинах и легких.