Первое поколение вакцин COVID-19 было высокоэффективным, но имело и свои недостатки: их эффективность необходимо поддерживать ревакцинацией и они могут быть менее эффективны против некоторых вариантов.
Новая вакцина впервые объединяет три технологии - иммунофокусирование, самособирающиеся наночастицы и доставку ДНК - в единую платформу. В дополнение к другим преимуществам, вакцина может храниться при комнатной температуре, что делает ее потенциально более удобной для транспортировки в отдаленные или развивающиеся регионы, чем существующие мРНК-вакцины, которые требуют специализированного холодильного хранения.
"Это одна из первых вакцин нового поколения, которая будет иметь более совершенные характеристики и более широкую защиту. Мы включили гликаны в рецептор-связывающий домен (RBD) и оценили антигенные профили. Мы продемонстрировали, что иммуногены RBD, покрытые гликанами, вызывают более сильные нейтрализующие антитела, и разработали семь мультивалентных конфигураций ", - говорит Дэниел Кулп, доцент Центра вакцин и иммунотерапии в Wistar Institute и соавтор исследования.
Работа "Доставка нуклеиновой кислоты иммунофокусированными наночастицами SARS-CoV-2 обеспечивает быструю и мощную иммуногенность, способную обеспечить защиту в одной дозе" опубликована в журнале Cell Reports.
Существующие вакцины включают немодифицированный RBD белка шипа SARS-CoV-2. Новая вакцина включает рационально сконструированный домен связывания рецептора с использованием вычислительных и структурных методологий. Модифицированный домен связывания рецептора блокирует "отвлекающие иммунитет" участки и поэтому может вызывать более высокий уровень защитных, нейтрализующих антител.
Исследователи использовали естественные самособирающиеся белки для формирования наночастиц. Организуясь в структуры, напоминающие настоящий вирус, наночастицы легче распознаются иммунной системой и транспортируются в герминальные центры, где они активируют В-клетки, вырабатывающие защитные антитела.
Используя технологию доставки вакцин на основе нуклеиновых кислот, подобную мРНК, вакцина с наночастицами кодируется ДНК и доставляется в клетки, тем самым давая генетические инструкции организму для создания иммуногена in vivo. Это шаг вперед по сравнению с традиционными вакцинами, потому что одним из преимуществ ДНК-платформы является то, что она не требует холодового хранения и может быть быстро переформулирована для воздействия на новые варианты.
На животных моделях исследователи обнаружили, что вакцина из наночастиц с иммунофокусирующим действием на основе ДНК вызывает гораздо более высокий уровень нейтрализующих антител, чем вакцина без иммунофокусирующего действия. "Недостатком существующих вакцин является то, что уровень нейтрализующих антител со временем снижается", - отмечает Кулп. " В мышиной модели наша вакцина из наночастиц вызывала стойкий ответ после однократной иммунизации в течение шести месяцев".
Главным испытанием для кандидатов в вакцины против SARS-CoV-2 является защита от летального исхода. Исследователи обнаружили, что в летальной модели 100% мышей, получивших вакцину из наночастиц, были защищены от гибели одной малой дозой. Большинство мышей, получивших стандартную неиммунофокусированную вакцину, погибли в течение 10 дней после инфицирования. Оценка вакцины проводилась как на мышах дикого типа, так и на мышах, которые были генетически модифицированы для имитации иммунной системы человека.
Иммунофокусированная вакцина показала сопоставимый уровень выработки антител против Дельты и других вариантов, даже без обновления. Отчасти это объясняется самим подходом к иммунофокусированию, отмечает Кулп; блокируя части рецепторного связывающего домена с целью подавления не нейтрализующих антител, она также блокирует многие области, затронутые мутациями белка шипа. Исследования варианта Омикрон продолжаются.
Исследование демонстрирует, что использование подхода на основе нуклеиновых кислот в сочетании со структурной сборкой в естественных условиях гликановых иммунофокусированных наночастиц обеспечивает однократную защиту и нейтрализацию против различных вариантов вируса в формуле, не требующей больших доз. Дополнительные исследования этого вакцинного подхода для SARS-CoV-2 представляются своевременными и важными.
