Een vaccin met nanodeeltjes dat twee eiwitten combineert die immuunresponsen induceren tegen het ernstige acute respiratoire syndroom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), het virus dat de wereldwijde pandemie heeft veroorzaakt, heeft het potentieel om te worden ontwikkeld tot een breder en veilig SARS-CoV-2 vaccins, volgens onderzoekers van het Institute for Biomedical Sciences van de Georgia State University.

De SARS-CoV-2-pandemie heeft sinds 2019 meer dan zes miljoen doden veroorzaakt en is wereldwijd een last voor de volksgezondheid. Het virus evolueert snel en wordt gekenmerkt door de opkomst van verschillende significante varianten.

Om het virus te bestrijden, is het spike-eiwit (S) het doelwitantigeen dat de voorkeur heeft voor de ontwikkeling van vaccins op basis van zijn essentiële functie en overvloedige neutraliserende epitopen. De huidige vaccins zijn echter beperkt in bescherming tegen verschillende varianten.

Deze studie, uitgevoerd bij muizen, onderzoekt de immuunresponsen die worden geïnduceerd door twee eiwitten, het spike-eiwit en de relatief geconserveerde stamsubeenheid (S2) van het spike-eiwit. De resultaten, gepubliceerd in het tijdschrift Small , ontdekte dat de assemblage van de twee eiwitten tot dubbellaagse eiwitnanodeeltjes de immunogeniciteit van de eiwitten verbetert.

"Het volledige S-eiwit is gebruikt als het belangrijkste antigeen in vaccins tegen deze aanhoudende pandemie", zegt Dr. Baozhong Wang, senior auteur van de studie en Distinguished University Professor in het Institute for Biomedical Sciences aan de Georgia State University. "Terwijl het aantal infecties echter blijft stijgen, zijn er steeds meer varianten verschenen die het voorouderlijke virus hebben verdrongen. Om deze reden worden de werkzaamheid en bescherming van de huidige vaccins voortdurend bedreigd en moeten ze voortdurend worden verbeterd.

"Daarentegen is de stengel meer geconserveerd en heeft minder mutaties tussen geslachten. Bovendien zou de stengel effectieve antilichaamneutralisatie en krachtige antilichaamafhankelijke cellulaire cytotoxiciteit (ADCC) -activiteit tegen meerdere varianten van S-eiwit kunnen induceren. Dit werk toont aan dat de gestabiliseerde stamsubeenheid zou een potentieel antigeen kunnen zijn voor een universeel SARS-CoV-2-vaccin tegen onvoorspelbare varianten."

De studie vond immunisatie met de stam-geïnduceerde gebalanceerde Immunoglobuline G (IgG)-antilichamen met krachtige en brede ADCC-activiteit, een type immuunreactie waarbij geïnfecteerde cellen worden bedekt met antilichamen die vervolgens bepaalde soorten witte bloedcellen rekruteren om de geïnfecteerde cellen te doden. Bovendien induceerden de dubbellaagse eiwitnanodeeltjes die zijn geconstrueerd uit de stengel en het spike-eiwit van volledige lengte robuustere ADCC- en neutraliserende antilichamen dan respectievelijk het stengel- en spike-eiwit.

De onderzoekers ontdekten ook dat nanodeeltjes krachtigere en evenwichtigere serum-IgG-antilichamen produceren dan het overeenkomstige oplosbare eiwitmengsel, en de immuunresponsen houden ten minste vier maanden aan na de immunisatie. Met een meer gebalanceerd IgG-isotype antilichaam geïnduceerd door de stengel, langdurige immuunresponsen en uitstekende veiligheidsprofielen, hebben de dubbellaagse eiwitnanodeeltjes het potentieel om te worden ontwikkeld tot bredere SARS-CoV-2-vaccins, meldt de studie.

"De gestabiliseerde, geconserveerde S2-stamsubeenheid heeft zijn potentieel aangetoond als een universele SARS-CoV-2-vaccinkandidaat tegen onvoorspelbare varianten", zei Dr. Yao Ma, eerste auteur van de studie en een postdoctoraal onderzoeker bij het Institute for Biomedical Sciences in Georgia Staatsuniversiteit. "Onze dubbellaagse eiwitnanodeeltjes met het spike-eiwit van volledige lengte en de S2-stam induceerden robuuste en langdurige immuunresponsen en vertoonden een veiligheidsprofiel in onze primaire onderzoeken, wat een optie biedt voor de huidige ontwikkeling van SARS-CoV-2-vaccins."

"De pandemie is nog lang niet voorbij en er blijven nieuwe varianten opduiken die een enorme bedreiging vormen voor de menselijke gezondheid. Daarom moet de actualisering van vaccins gelijke tred houden met de tijd om een ​​nieuwe pandemie met een onvoorspelbare nieuwe variant te voorkomen."

Co-auteurs van de studie zijn onder meer Yao Ma (eerste auteur), Ye Wang, Chunhong Dong, Gilbert X. Gonzalez, Wandi Zhu, Joo Kim, Lai Wei, Sang-Moo Kang en Baozhong Wang (senior auteur) van het Institute for Biomedische Wetenschappen aan de Georgia State University. + Verder verkennen

Experimenteel COVID-19-vaccin biedt mutatieresistente T-celbescherming bij muizen