Новая вакцина, называемая панкоронавирусной вакциной, запускает нейтрализующие антитела через наночастицы. Наночастица состоит из части коронавируса, которая позволяет ей связываться с рецепторами клеток организма, и содержит химический усилитель, называемый адъювантом. Успех у приматов очень важен для человека.
Результаты появятся в понедельник, 10 мая, в журнале Nature.
«Мы начали эту работу прошлой весной, понимая, что, как и все вирусы, в вирусе SARS-CoV-2, вызывающем COVID-19, будут возникать мутации», – сказал старший автор Бартон Ф. Хейнс, М.D., директор Duke Human Vaccine Institute (DHVI). «Вакцины с мРНК уже находились в стадии разработки, поэтому мы искали способы сохранить их эффективность после появления этих вариантов.
«Этот подход не только обеспечивал защиту от SARS-CoV-2, но и антитела, индуцированные вакциной, также нейтрализовали вызывающие озабоченность варианты, которые возникли в Соединенном Королевстве, Южной Африке и Бразилии», – сказал Хейнс. «И индуцированные антитела прореагировали с довольно большой панелью коронавирусов."
Хейнс и его коллеги, включая ведущего автора Кевина Сондерса, доктора философии.D., директор по исследованиям в DHVI, основанный на более ранних исследованиях SARS, респираторного заболевания, вызванного коронавирусом SARS-CoV-1. Они обнаружили, что у человека, инфицированного атипичной пневмонией, выработались антитела, способные нейтрализовать несколько коронавирусов, что позволяет предположить, что возможен пан-коронавирус.
Ахиллесова пята коронавирусов – это их рецептор-связывающий домен, расположенный на шипе, который связывает вирусы с рецепторами в клетках человека. Хотя этот сайт связывания позволяет ему проникать в организм и вызывать инфекцию, он также может быть мишенью для антител.
Исследовательская группа определила один конкретный сайт рецептор-связывающего домена, который присутствует в SARS-CoV-2, его циркулирующих вариантах и вирусах летучих мышей, связанных с SARS, что делает их очень уязвимыми для перекрестно нейтрализующих антител.
Затем команда разработала наночастицу, отображающую это уязвимое место.
Наночастица комбинируется с низкомолекулярным адъювантом, в частности, с толл-подобным агонистом рецепторов 7 и 8 под названием 3M-052, в состав которого входят квасцы, которые были разработаны 3M и Исследовательским институтом инфекционных заболеваний. Адъювант повышает иммунный ответ организма.
В ходе испытаний на обезьянах вакцина из наночастиц блокировала инфекцию COVID-19 на 100%. Новая вакцина также вызвала значительно более высокие уровни нейтрализации у животных, чем существующие платформы вакцин или естественная инфекция у людей.
«По сути, мы сделали несколько копий небольшой части коронавируса, чтобы заставить иммунную систему организма реагировать на него усиленно», – сказал Сондерс. «Мы обнаружили, что это не только увеличивает способность организма препятствовать заражению вирусом, но и более часто нацеливается на этот перекрестно-реактивный участок уязвимости на спайковом белке. Мы думаем, что именно поэтому эта вакцина эффективна против SARS-CoV-1, SARS-CoV-2 и по крайней мере четырех его распространенных вариантов, а также против коронавирусов животных."
«За последние 20 лет произошло три эпидемии коронавируса, поэтому существует необходимость в разработке эффективных вакцин, которые могут воздействовать на эти патогены до следующей пандемии», – сказал Хейнс. "Эта работа представляет собой платформу, которая может предотвратить, быстро смягчить или погасить пандемию."
Помимо Хейнса и Сондерса, авторами исследования являются Эстер Ли, Роберт Паркс1,5, Дэвид Р. Мартинес, Дапенг, Хайян Чен, Роберт Дж. Эдвардс, Софи Гобейл, Мэгги Барр, Катаюн Мансур, S. Мунир Алам, Лаура Л. Сазерленд, Фангпин Цай, Аджа М. Санзоне, Мэдисон Берри, Картик Манн, Кевин В. Бок, Махназ Минай, Бьянка М. Нагата, в любом случае Б. Капингидза, Михай Азоитей, Лунпин В. Це, Тревор Д. Скоби, Рэйчел Л. Спренг, R. Уэс Раунтри, C. Тодд ДеМарко, Томас Н. Денни, Кристофер В. Вудс, Элизабет В. Петцольд, Томас Х. Огуин III, Грегори Д. Семповски, Мэтью Гейн, Дэниел К. Дуэк, Марк А. Томай, Кристофер Б. Фокс, Роберт Седер, Кевин Вие, Дрю Вайсман, Норберт Парди, Хана Голдинг, Сурендер Хурана, Приямвада Ачарья, Ханне Андерсен, Марк Дж. Льюис, Ян Н. Мур, Дэвид С. Монтефиори и Ральф С. Барический.
Исследование получило финансирование от штата Северная Каролина за счет средств федерального закона CARES; Национальные институты здравоохранения (AI142596, R01AI157155 U54 CA260543, F32 AI152296, T32 AI007151); Сотрудничество по вопросам политики Северной Каролины в Университете Северной Каролины в Чапел-Хилл при финансовой поддержке Фонда помощи коронавирусу Северной Каролины; и награда за программу повышения квалификации докторских диссертаций Фонда Берроуза Велкома.