В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов bioRxiv * , исследователи разработали рекомбинантную бакуловирусную дезоксирибонуклеиновую кислоту (ДНК) вакцину с оболочкой эндогенного ретровируса человека (HERV) для борьбы с тяжелым острым респираторным синдромом коронавируса 2 (SARS-CoV-2) дельта-вариант, и проверили его эффективность перекрестной защиты на моделях мышей.

Фон

Вспышка SARS-CoV-2 была объявлена ​​Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) пандемией в марте 2020 года. Ускорение разработки вакцин помогло снизить тяжесть и смертность от коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19). Однако возникающие варианты демонстрируют повышенное уклонение от иммунитета и вызывают прорыв COVID-19 у вакцинированных людей.

Разработка индивидуальных вакцин против новых вызывающих озабоченность вариантов — утомительный и медленный процесс. Поэтому крайне важно разработать вакцины, обладающие перекрестно-реактивной защитой от различных вызывающих озабоченность вариантов.

Об исследовании

В настоящем исследовании команда модифицировала свою ранее разработанную рекомбинантную ДНК-вакцину на основе бакуловируса с оболочкой HERV (AcHERV-COVID19S), чтобы воздействовать на дельта-вариант SARS-CoV-2.

AcHERV-COVID19S содержал нереплицирующийся рекомбинантный бакуловирус, несущий ген спайкового белка исходного штамма SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1. Кератин 18-человеческий ангиотензинпревращающий фермент-2 (ACE-2), экспрессирующий трансгенных (K18-hACE2 Tg) мышей, использовали для проверки эффективности этой вакцины.

Основываясь на низкой выживаемости вакцинированных AcHERV-COVID19S мышей K18-hACE2 Tg против варианта Delta, команда модифицировала вакцину и заменила ген спайкового белка исходного штамма SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 рецептором домен связывания (RBD) с последовательностью субъединицы S1 дельта-варианта (AcHERV-COVID19D). Вакцину дополнительно модифицировали заменой пролина и удалением полиосновного сайта расщепления для повышения иммуногенности.

Клетки Vero E6, инокулированные AcHERV-COVID19S и AcHERV-COVID19D, оценивали с использованием иммунофлуоресцентного анализа и Вестерн-блоттинга для характеристики экспрессии специфичного для спайка антигена .

Шесть мышей K18-hACE2 Tg были привиты вакцинами AcHERV-COVID19S и AcHERV-COVID19D и заражены вариантами SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 и Delta для проверки профилактического эффекта вакцины. Через семь дней проводили гистопатологический анализ легких умерщвленных мышей и измеряли титры вируса. Сравнивали титры нейтрализующих антител от иммунизированных мышей.

Кроме того, мышам C57 black 6 (C57BL/6) вводили вакцины для измерения клеточных эффектов иммунитета, индуцированного вакцинами. Для анализа уровней спленоцитов, секретирующих интерферон-γ, использовали иммуноферментный точечный анализ (ELISpot). Цитокины Т-хелперов 1 и Т-хелперов 2 измеряли с помощью количественной полимеразной цепной реакции с обратной транскрипцией (qRT-PCR).

Чтобы проверить перекрестную реактивность AcHERV-COVID19D, иммунизированных и контрольных (невакцинированных) мышей также заражали омикронным вариантом SARS-CoV-2. Некомпетентный к репликации аденовирусный вектор, несущий шиповидные белки вариантов SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 и Delta, также был испытан на мышах.

Полученные результаты

Результаты показали, что мыши, вакцинированные AcHERV-COVID19S, показали 100% выживаемость при заражении штаммом SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1, но только 50% выживаемость против инфекции дельта-варианта. Однако вакцина AcHERV-COVID19D обеспечивала 100% защиту у мышей, инфицированных вариантами SARS-CoV-2 Delta и Omicron.

Удаление многоосновных сайтов расщепления в AcHERV-COVID19D привело к сильному клеточному и гуморальному иммунному ответу по сравнению с оригинальной вакциной AcHERV-COVID19S. Перекрестная реактивность к варианту Омикрон свидетельствовала о вовлечении клеточного и гуморального иммунитета.

Хотя аденовирусная векторная вакцина также показала 100% выживаемость у мышей, зараженных вариантом Омикрон, она вызывала клеточную токсичность, поскольку вектор экспрессировал все аденовирусные гены, кроме гена репликации вируса. Напротив, промоторы гена бакуловируса не распознаются полимеразами рибонуклеиновой кислоты (РНК), что делает бакуловирусный вектор более безопасным.

Гистопатологический анализ после заражения вариантом Delta показал высокие следы вируса в тканях легких мышей, вакцинированных вакциной AcHERV-COVID19S, но отсутствие обнаруживаемых титров вируса в легких мышей, вакцинированных AcHERV-COVID19D.

Вывод

В целом, вакцина AcHERV-COVID19D, разработанная на основе модифицированной вакцины AcHERV-COVID19S, вызывала сильный гуморальный и клеточный иммунный ответ и продемонстрировала перекрестную защиту от варианта SARS-CoV-2 Omicron и 100% защиту от варианта Delta.

По сравнению с другими вирусными векторами бакуловирус был безопасен, поскольку бакуловирусные гены не экспрессируются вектором и не вызывают клеточной токсичности. Перекрестная реактивность и безопасность вакцины AcHERV-COVID19D делают ее перспективной вакциной-кандидатом против вызывающих беспокойство новых вариантов SARS-CoV-2.

*Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.