La nueva vacuna de nanopartículas SARS-CoV-2 confiere una protección sólida con una sola dosis después de dos semanas

En un enfoque metodológicamente ‘de vanguardia’, investigadores estadounidenses han desarrollado una vacuna de nanopartículas a base de proteínas contra la enfermedad por coronavirus (COVID-19), con una rápida generación de anticuerpos y el potencial de proteger a las personas que no pueden recibir otro COVID. -19 vacunas por motivos médicos. La investigación se publica en el bioRxiv* servidor de preimpresión.

Las vacunas actualmente en uso contra el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), un agente causante de COVID-19, se enfocan en la glicoproteína de pico viral que media la entrada celular al dirigirse al receptor de angiotensina 2 (ACE2) como el receptor principal. y heparina como correceptor.

Sin embargo, no todos los candidatos a vacunas son iguales, y aquellos con una presentación multivalente de antígeno pueden inducir una respuesta inmune más duradera en comparación con los antígenos monovalentes. Estas opciones multivalentes tienden a utilizar partículas o nanopartículas similares a virus como su estrategia principal para el desarrollo de vacunas.

En cualquier caso, conocemos la huella de los más potentes anticuerpos neutralizantes que normalmente se alinean dentro del epítopo para la unión de ACE2 en el dominio de unión al receptor de la glicoproteína de pico, lo que sugiere que este es realmente un lugar deseable en el virus para ejercer una acción neutralizante.

Teniendo todo eso en mente, un grupo de investigación dirigido por la Dra. Maggie Gu de la compañía de biotecnología ReVacc Scientific en Maryland, Estados Unidos, desarrolló una vacuna candidata a nanopartículas llamada REVC-128, y mostró su potencial para permitir una protección temprana contra el SARS-CoV- 2.

Ectodominio de pico de SARS-CoV-2 y ectodominio de pico trimérico que presenta nanopartículas. (A) Esquema del ectodominio de proteína de pico de SARS-CoV-2. NTD: dominio N-terminal; RBD: dominio de unión al receptor; S1 / S2 = sitio de escisión de proteasa S1 / S2; FP = péptido de fusión; HR = repetición de la heptada. Dos flechas indican los sitios de escisión. Se eliminó el sitio de escisión de la furina nativa (RRAR → SGAG), se sustituyeron dos prolina en las posiciones K986 y V987 y una glicina en la posición D614 se sustituyó por la expresión de ectodominio y la conjugación de nanopartículas. (B) Esquema de la conformación de prefusión de la estructura S trimérica del SARS-Cov-2 con la subunidad NTD, RBD y S2 resaltada en azul, verde y gris en un protómero, respectivamente (PDB: 6VSB). (C) Perfiles de cromatografía de exclusión por tamaño (SEC) de presentación de pico NP (rojo) y pico no NP (azul) en una columna Superose 6. (D) Observación de Spike NP mediante tinción negativa EM. En la micrografía sin procesar, el representante de nanopartículas de una sola partícula, agregados de NP de espiga y NP con diferentes estequiometrías se marcó con un círculo en azul, amarillo y rojo, respectivamente. La observación más cercana de un pico NP multivalente seleccionado está a la derecha. La barra de escala de grises representa 200 nm. (E) Clases 2D de promedios de pico NP. Las imágenes muestran un número variable de proteínas de pico en NP. (F) Los trímeros de pico están en la conformación de prefusión deseada en NP.

De la generación de estructuras a la experimentación con animales

En pocas palabras, se multimerizaron múltiples subunidades triméricas del ectodominio de glicoproteína de pico con glicina en la posición 614 en la nanopartícula de ferritina para desarrollar esta vacuna candidata, y el diseño tenía como objetivo presentar preferentemente el epítopo del anticuerpo neutralizante.

Además, con el fin de evaluar la inmunogenicidad de esta vacuna, dos grupos de ratones de laboratorio se inmunizaron con nanopartículas de espigas y no nanopartículas de espigas con el sistema adyuvante Sigma mediante la utilización de una vía de inyección subcutánea, mientras que al tercer grupo de ratones se les administró tampón fosfato. solución salina como control negativo.

A continuación, se evaluó en detalle la eficacia de la protección de la vacuna en hámsteres dorados sirios, uno de los pocos modelos animales pequeños susceptibles a la infección con el virus SARS-CoV-2. Los científicos evaluaron no solo los correlatos clínicos e inmunológicos de las infecciones, sino que también realizaron análisis histopatológicos de los pulmones y las fosas nasales de dos grupos de hámsteres infectados.

Altos títulos y termoestabilidad

In vitro La caracterización de REVC-128 confirmó su integridad antigénica y estructural, mientras que la posterior evaluación de inmunogenicidad en ratones implicó que una sola dosis de esta vacuna podría inducir potentes títulos de anticuerpos neutralizantes en suero dos semanas después de la inmunización.

Esto es significativamente más alto que los títulos inducidos por la proteína de pico trimérica sin presentación de nanopartículas. Un rasgo realmente favorable revelado por este estudio es una termoestabilidad significativa de esta nueva vacuna candidata, hasta 37 ° C durante al menos cuatro semanas.

Además, los resultados demuestran que la vacunación protege con éxito a los hámsters contra el desafío viral del SARS-CoV-2 con evidencia de cargas virales suprimidas, peso corporal estable y reducción del daño tisular (pulmón y narinas) para animales protegidos, en comparación con cargas virales más altas. , pérdida de peso y daño tisular en los desprotegidos.

Un candidato de vacuna prometedor

“Estos hallazgos, junto con una larga historia de seguridad para las vacunas proteicas, sugieren que la REVC-128 es una vacuna candidata de inyección única segura, estable y eficaz para inducir la protección más temprana contra la infección por SARS-CoV-2”, resumen los autores del estudio. los principales hallazgos de este bioRxiv papel.

En realidad, esta es la primera vacuna COVID-19 que ejerce protección inducida por la vacuna dos semanas después de la inmunización, que es mucho antes en comparación con otras vacunas candidatas que muestran protección inducida aproximadamente cuatro semanas después de la primera dosis de inmunización.

Además, este tipo de diseño de vacuna podría prevenir el desarrollo de síntomas graves en los casos en que los pacientes se infectan con otros coronavirus después de la inmunización, como los coronavirus estacionales (que son un grupo de virus del resfriado común) mutaron variantes del SARS-CoV-2.

*Noticia importante

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.