В недавнем исследовании, размещенном на сервере препринтов bioRxiv* , группа исследователей оценила эффективность, иммуногенность и безопасность новой линейной дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) коронавируса тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2) на моделях хорьков. , доставляемых с помощью внутримышечной инъекции и электропорации.

Фон

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), пандемия коронавирусной болезни 2019 года (COVID-19) привела к более чем 600 миллионам случаев заболевания и более 6 миллионам смертей во всем мире. Глобальные усилия по вакцинации успешно снизили тяжесть заболевания и смертность от него.

SARS-CoV-2, принадлежащий к роду Betacoronavirus , представляет собой одноцепочечный рибонуклеиновый сарбековирус (РНК) с положительным смыслом и поверхностным гликопротеином или шиповидным белком, который опосредует проникновение вируса в клетку-хозяина. Домен связывания рецептора (RBD) белка S связывается с рецептором ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2) на клетках-хозяевах. RBD был мишенью для многих вакцин и моноклональных антител, разработанных против SARS-CoV-2.

Преимущество ДНК-вакцин заключается в том, что они стабильны при комнатной температуре, относительно недороги и просты в производстве, помимо того, что они более безопасны, чем другие вакцины. ДНК-вакцины также индуцируют цитотоксические (CD8+) и хелперные (CD4+) Т-клетки. Однако эффективность ДНК-вакцин необходимо повысить, и в настоящее время изучаются такие методы, как электропорация, для увеличения захвата ДНК-вакцины клетками in vivo .

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи разработали и произвели новую вакцину, состоящую из линеаризованной комплементарной ДНК (кДНК) с оптимизированными кодонами, которая кодирует шиповидный белок SARS-CoV-2 RBD.

Исследование проведено на 25 хорьках в возрасте от 12 до 16 месяцев, разделенных на пять групп, каждая из которых состояла из трех самцов и двух самок. Контрольной группе (G1) вводили стерильную воду, в то время как группы G2, G3, G4 и G5 получали 0,25 мг первичной вакцины и бустерной дозы, 1 мг первичной вакцины и бустерной дозы, 0,25 мг однократной дозы и 1 мг однократной дозы соответственно. Бустерную дозу вводили группам G1, G2 и G3 на 28-й день. Внутримышечную электропорацию проводили сразу после вакцинации.

Назальные, ротоглоточные и ректальные мазки и образцы крови собирали после седативного действия животных дексмедетомидином. Мультиплексный анализ на основе флуоресцентных шариков и анализ нейтрализации вируса проводили для оценки серологического ответа путем измерения уровней специфичных к S-белку RBD и нейтрализующих антител .

Животных из всех пяти групп заражали изолятом варианта SARS-CoV-2 Alpha для измерения вирусной эффективности. Назальные, ротоглоточные и фекальные образцы были протестированы на наличие РНК SARS-CoV-2 с использованием полимеразной цепной реакции с обратной транскриптазой в реальном времени (rRT-PCR), чтобы понять репликацию вируса и выделение РНК у всех животных.

Полученные результаты

Результаты показали отсутствие серьезных побочных реакций на вакцину или метод электропорации, за исключением небольшого повышения температуры тела на следующий день после первичной и ревакцинации у всех животных, включая контрольную группу.

Все животные G2, получившие 0,25 мг первичной и повторной вакцинации, имели сероконверсию и проявляли самые высокие анти-RBD и нейтрализующие антитела. Кроме того, животные G2 также демонстрировали более высокий Т-клеточный ответ, чем контрольная группа, что указывает на то, что 0,25 мг первичной и бустерной вакцинации индуцировали как клеточный, так и гуморальный иммунный ответ.

РНК SARS-CoV-2 была обнаружена в образцах носа, ротоглотки и фекалий всех групп с первого по десятый день после заражения вирусом. Орофарингеальные выделения имели самые высокие нагрузки вирусной РНК в течение первых трех дней после заражения вирусом. У животных из G2 и G3, получивших первичную и бустерную дозы, наблюдалось значительное снижение нагрузки вирусной РНК в ротоглотке только примерно на седьмой день. По сравнению с группой G5, которая получила только одну дозу вакцины 1 мг, группы G3 и G2 показали снижение назальной нагрузки вирусной РНК на 7-й и 10-й день соответственно.

Животные из G2 не выделяли инфекционного вируса SARS-CoV-2 после первого дня заражения вирусом. В целом образцы из носа показали гораздо более низкие концентрации инфекционных вирусов, чем образцы из ротоглотки. Во всех вакцинированных группах отмечалось снижение инфекционной вирусной нагрузки по сравнению с контрольной группой. Образцы фекалий показали сравнительно более низкую вирусную нагрузку РНК и отсутствие инфекционной вирусной нагрузки.

Выводы

Подводя итог, можно сказать, что внутримышечная доставка новой линейной ДНК-вакцины против SARS-CoV-2 с помощью электропорации была признана безопасной и вызывала гуморальный и клеточный иммунный ответ. Низкая (0,25 мг) доза первичной и бустерной вакцинации индуцировала высокие уровни анти-RBD и нейтрализующих антител и значительно снижала выделение инфекционных вирусов SARS-CoV-2.

Авторы считают, что повышенная эффективность низких доз линейной ДНК-вакцины может быть связана с улучшенной доставкой вакцины, усиленной методом электропорации.

*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.