Kredit:Pixabay/CC0 Public Domain
Ett nanopartikelvaccin som kombinerar två proteiner som inducerar immunsvar mot allvarligt akut respiratoriskt syndrom coronavirus 2 (SARS-CoV-2), viruset som har orsakat den globala pandemin, har potential att utvecklas till bredare och säkrare SARS-CoV-2 vacciner, enligt forskare vid Institutet för biomedicinska vetenskaper vid Georgia State University.
SARS-CoV-2-pandemin har orsakat mer än sex miljoner dödsfall sedan 2019 och är en belastning för folkhälsan över hela världen. Viruset utvecklas snabbt, kännetecknat av uppkomsten av flera signifikanta varianter.
För att bekämpa viruset är spikproteinet (S) det föredragna målantigenet för vaccinutveckling baserat på dess väsentliga funktion och rikliga neutraliserande epitoper. Men nuvarande vacciner är begränsade i att skydda mot olika varianter.
Denna studie, utförd på möss, undersöker immunsvaren som induceras av två proteiner, spikeproteinet och dess relativt konserverade stamsubenhet (S2) av spikeproteinet. Resultaten, publicerade i tidskriften Small , fann att sammansättningen av de två proteinerna till dubbelskiktade proteinnanopartiklar förbättrar proteinernas immunogenicitet.
"Hela S-proteinet har använts som huvudantigen i vacciner mot denna pågående pandemi", säger Dr. Baozhong Wang, senior författare till studien och framstående universitetsprofessor vid Institutet för biomedicinska vetenskaper vid Georgia State University. "Men när antalet infektioner fortsätter att öka har fler och fler varianter dykt upp och ersatt det förfäders virus. Av denna anledning är effektiviteten och skyddet av nuvarande vacciner under konstant hot och behöver kontinuerligt förbättras.
"Däremot är stammen mer konserverad och har färre mutationer över linjer. Dessutom kan stammen inducera effektiv antikroppsneutralisering och kraftig antikroppsberoende cellulär cytotoxicitet (ADCC) aktivitet mot flera varianter av S-protein. Detta arbete visar att den stabiliserade stamsubenhet kan vara ett potentiellt antigen för ett SARS-CoV-2 universellt vaccin mot oförutsägbara varianter."
Studien fann immunisering med staminducerade balanserade immunoglobulin G (IgG) antikroppar med potent och bred ADCC-aktivitet, en typ av immunreaktion där infekterade celler beläggs med antikroppar som sedan rekryterar vissa typer av vita blodkroppar för att döda de infekterade cellerna. Dessutom inducerade de dubbelskiktade proteinnanopartiklarna konstruerade från stammen och spikproteinet i full längd mer robust ADCC och neutraliserande antikroppar än stam- och spikproteinet, respektive.
Forskarna upptäckte också att nanopartiklar producerar mer potenta och balanserade serum-IgG-antikroppar än den motsvarande lösliga proteinblandningen, och immunsvaret bibehålls i minst fyra månader efter immuniseringen. Med en mer balanserad IgG-isotypantikropp inducerad av stammen, långvariga immunsvar och utmärkta säkerhetsprofiler, har de dubbelskiktade proteinnanopartiklarna potential att utvecklas till bredare SARS-CoV-2-vacciner, rapporterar studien.
"Den stabiliserade, konserverade S2-stamsubenheten visade sin potential som en universell SARS-CoV-2-vaccinkandidat mot oförutsägbara varianter", säger Dr Yao Ma, första författare till studien och en postdoktor vid Institutet för biomedicinska vetenskaper i Georgia State University. "Våra dubbelskiktade proteinnanopartiklar som innehåller spikproteinet i full längd och S2-stammen inducerade robusta och långsiktiga immunsvar och uppvisade en säkerhetsprofil i våra primära studier, vilket ger ett alternativ för aktuell utveckling av SARS-CoV-2-vaccin."
"Pandemin är långt ifrån över, och nya varianter fortsätter att dyka upp och utgör ett massivt hot mot människors hälsa. Därför måste uppdateringen av vacciner hålla jämna steg med tiden för att undvika ytterligare en pandemi med en oförutsägbar ny variant."
Medförfattare till studien inkluderar Yao Ma (första författare), Ye Wang, Chunhong Dong, Gilbert X. Gonzalez, Wandi Zhu, Joo Kim, Lai Wei, Sang-Moo Kang och Baozhong Wang (seniorförfattare) från Institutet för Biomedicinska vetenskaper vid Georgia State University. + Utforska vidare
