La vacuna COVID-19 de doble antígeno provoca respuestas inmunitarias humorales y celulares en ratones


El consenso científico es que se requieren vacunas seguras y altamente efectivas para poner fin a la pandemia en curso de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), causada por el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2). Un nuevo estudio, publicado como preimpresión en el bioRxiv* servidor, describe una nueva vacuna que presenta dos virus antígenos al sistema inmunológico humano, con el fin de provocar una respuesta más eficaz.

Estudio: La vacuna de doble antígeno Ad5 COVID-19 administrada como cebado intranasal más subcutáneo provoca respuestas humorales y de células T dominantes Th1 en ratones CD-1.  Haber de imagen: Numstocker / Shutterstock

Plataforma de vectores y antígenos virales optimizados

La vacuna actual se desarrolla en una plataforma de vector de adenovirus y expresa los antígenos de pico viral (S) y nucleocápside (N), ambos modificados para mejorar las respuestas inmunes.

La proteína pico (S) se optimizó para aumentar la expresión en la superficie celular, para aumentar la producción de anticuerpos. La proteína N se modificó con un dominio de estimulación de células T mejorado (N-ETSD) para que migrara al compartimento endosómico / lisosómico dentro de la célula, promoviendo así una mayor presentación de antígenos a través de las moléculas I y II del complejo principal de histocompatibilidad (MHC). .

El vector de adenovirus humano serotipo 5 (hAd5) fue modificado por deleciones de la región génica E1, E2b y E3. Estas respuestas inmunitarias específicas de adenovirus suprimidas, de modo que la vacuna sería inmunogénica incluso en individuos con inmunidad de adenovirus preexistente. Esto permitiría una expresión de antígeno duradera sin el peligro de inducir inmunidad al vector en sí.

Este nuevo vector viral tiene la ventaja adicional de la seguridad, que se confirmó en un conjunto de más de 125 pacientes con cáncer en estudios de fase I y II. Los hallazgos de estos estudios mostraron que la inmunidad preexistente al adenovirus no impidió la inducción de una sólida inmunidad celular adaptativa, en forma de células T CD4 + y CD8 + específicas.

Ventajas del marco de antígeno dual

La vacuna utiliza un marco de antígeno dual para minimizar el riesgo de resistencia a la vacuna, especialmente de las nuevas variantes preocupantes (COV) que están surgiendo rápidamente. Estos incluyen la variante sudafricana portadora de triple mutación (E484K, K417N y N501Y); la variante del Reino Unido (N501Y); y la variante Cal.20.C L452R.

Las mutaciones en los tres casos afectan el dominio de unión al receptor (RBD) y, por lo tanto, pueden hacer que el virus sea resistente a las vacunas basadas en cepas anteriores que estaban en circulación durante la primera fase de la pandemia.

El antígeno N tiene varias ventajas. En primer lugar, es el antígeno viral que se expresa con mayor abundancia. En segundo lugar, está muy conservado entre coronavirus. En tercer lugar, casi todas las infecciones por SARS-CoV-2 provocan la producción de anticuerpos anti-N. Finalmente, la gran mayoría de los supervivientes de COVID-19 tenían respuestas de células T CD4 + dirigidas por N.

Importancia de las respuestas de las células T

Dado que la respuesta celular adaptativa al virus parece ser al menos tan importante como la respuesta humoral en la prevención de COVID-19 grave, estas características del antígeno N asumen una gran importancia en el diseño de vacunas.

Los títulos de anticuerpos están estrechamente asociados con las respuestas de las células T, al igual que los títulos de anticuerpos neutralizantes. Esto indica que la respuesta de las células T es un requisito previo esencial para una respuesta humoral exitosa. De hecho, la activación de las células T CD4 + conduce a la activación posterior de células B específicas productoras de anticuerpos.

Se encuentra comúnmente que tanto las células T CD4 + como las CD8 + se provocan contra el virus en pacientes con COVID-19, y pueden persistir hasta por 17 años, lo que indica su importancia fundamental para la protección a largo plazo. Tales respuestas de células T involucran principalmente al antígeno N.

Estudios anteriores han demostrado que no solo las células T de memoria de una infección previa por SARS-CoV 17 años antes de la pandemia actual reconocen las proteínas virales, sino que algunos pacientes se recuperaron de COVID-19 sin respuestas de anticuerpos detectables, sino con respuestas de células T.

Algunos estudios parecen implicar una rápida disminución de anticuerpos neutralizantes aproximadamente tres meses después de COVID-19, lo que refuerza aún más la necesidad de provocar respuestas de células T e incluir tanto antígenos S como N en una vacuna COVID-19.

Almacenamiento de vacunas más fácil

El estudio actual también se centró en producir vacunas inyectables e intranasales capaces de almacenarse a -20ºC.oC (hasta un año) o 2-8oC por hasta un mes, a diferencia de las temperaturas extremadamente frías necesarias para almacenar las vacunas basadas en ARNm disponibles actualmente. También se elaboró ​​una formulación destinada a uso oral, que se puede almacenar a temperatura ambiente.

Inmunidad mucosa, humoral y de células T

Además de la facilidad de almacenamiento, las vacunas intranasales y orales permiten la inducción de inmunidad mucosa mediada por IgA, lo que indica que pueden reducir la transmisión de manera más eficaz que las vacunas administradas por vía sistémica.

Ya sea que se use por vía intranasal, se inyecte por vía subcutánea o se use por ambas rutas juntas, la vacuna indujo una respuesta de anticuerpo neutralizante dominante en Th1 dirigido al antígeno S y N. Además, se obtuvieron células T CD4 + y CD8 + dirigidas tanto por N como por S, aunque los niveles de citocinas fueron mayores después de la estimulación por proteínas N en todos los casos.

Las respuestas de las células T CD4 + y CD8 + fueron más fuertes, respectivamente, después de la estimulación por los péptidos N y S, respectivamente, después de la inyección subcutánea. Sin embargo, la proteína N provocó una mayor respuesta de células T en ambas categorías en relación con el pico.

Las respuestas de las células T también mostraron un sesgo Th1 y su naturaleza multifuncional indicó un mayor grado de protección.

Se confirmó que se produce la neutralización viral en ratones en todos los ensayos que utilizan suero de animales vacunados.

¿Cuáles son las implicaciones?

Quizás el hallazgo más significativo y convincente fue que una sola administración principal mediante la dosificación combinada SC e IN generó respuestas inmunes que fueron al menos tan buenas como los regímenes de dosificación que incluían un refuerzo “.

Los investigadores tienen un postulado interesante: las mayores respuestas de las células T CD4 + y la respuesta inmunitaria sesgada Th1 se debieron, en primer lugar, a la mayor expresión de picos en la superficie celular y, en segundo lugar, a la optimización de N para la localización en el compartimento endosómico / lisosómico, que predispone a la presentación de MHC I y II.

Esto último dio como resultado una mayor presentación de células dendríticas, presentación cruzada, activación de células B y, por lo tanto, una respuesta neutralizante masiva, incluso a alta dilución. También conduce a la activación simultánea de linfocitos T CD4 + y CD8 +, favoreciendo la producción de linfocitos T y B de memoria.

Las células T CD + son inducidas por la localización subcelular de la construcción N-ETSD. Estas células, a su vez, inducen células T de memoria y células auxiliares para activar las células B para la generación de anticuerpos. Esto concuerda con estudios anteriores que muestran que la localización lisosómica de la proteína N es esencial para que se produzcan las respuestas más altas de interferón de células T (IFN) -γ y de células T citotóxicas.

Las respuestas de las células T polifuncionales al antígeno N incluyen la inducción de IFN-γ, TNF-α e IL-2, que son características de inmunidad a infecciones bacterianas y microbianas. Estos también son característicos de los pacientes con COVID-19 recuperados, lo que indica la mayor protección brindada por esta vacuna candidata.

La vacuna hAd5 S-Fusion + N-ETSD ha completado los ensayos de fase I en regímenes de refuerzo subcutáneo.

Hasta donde sabemos, nuestra vacuna es actualmente la única disponible en formulaciones SC, orales térmicamente estables, 51 e IN que ofrecen mayores posibilidades para una administración eficiente y factible en todo el mundo, particularmente en los países en desarrollo “.

Las dosis de sensibilización subcutánea e intranasal combinadas parecen ser capaces de proporcionar una inmunidad de base amplia, incluida la inmunidad de la mucosa mediada por IgA, contra el virus. Estos hallazgos proporcionan la base para más pruebas clínicas y en animales de esta plataforma de vacunas.

*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.

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