Nueva candidata a vacuna de ARNm basada en LNP protege contra el letal SARS-CoV-2 en ensayos preclínicos


A pesar de que se han implementado más de una veintena de vacunas contra la pandemia de la enfermedad del coronavirus 2019 (COVID-19) después de su autorización de uso emergente, se continúan investigando otras para satisfacer la necesidad global de un despliegue efectivo en todo el mundo.

Un nuevo estudio, publicado en Nano letras, describe una nueva vacuna candidata eficaz basada en una plataforma de ácido ribonucleico mensajero (ARNm).

El síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2) se adhiere a las células huésped a través de su proteína de pico, lo que hace que la membrana celular se fusione con el virus para lograr la entrada viral a través de endocitosis. El pico interactúa con el receptor de la célula huésped, la enzima convertidora de angiotensina humana 2 (ACE2), en el dominio de unión al receptor (RBD), que forma la base de la vacuna candidata actual.

Estudio: La vacuna de ARNm RBD-hFc de nanopartículas lipídicas protege a los ratones transgénicos hACE2 contra una infección letal por SARS-CoV-2.  Haber de imagen: Numstocker / Shutterstock

La plataforma de ARNm

Con más de 3,5 millones de casos en todo el mundo, una intensa investigación culminó con el lanzamiento de las dos primeras vacunas que se autorizarán para su uso en diciembre de 2020. Los investigadores se han centrado en las vacunas de virus vivos atenuados, vacunas inactivadas, vectores virales recombinantes, antígeno viral recombinante, vacunas de ADN y vacunas de ARNm.

La plataforma de ARNm ha ganado mucho interés debido a la facilidad de estabilizar el ARNm con los avances tecnológicos actuales y el desarrollo de sistemas de administración eficientes que permiten que el ARNm llegue intacto a las células huésped antes de que el huésped las degrade.

La cadena de ARNm está diseñada para imitar el ARNm del huésped para evitar la detección por parte del huésped. No es necesario integrarlo en el genoma del hospedador, a diferencia de las vacunas con vectores virales. Además, su producción es rápida y conveniente.

La facilidad y velocidad de la producción comercial es una ventaja particularmente importante, que se ha demostrado en la pandemia actual, donde Moderna desarrolló su vacuna de ARNm y la administró al primer ser humano en un ensayo clínico dentro de los 66 días posteriores a la selección de la secuencia del virus.

La desventaja de usar ARNm ha sido la rápida descomposición de esta molécula cuando se expone a las ribonucleasas del huésped (ARNasas), que están presentes en todos los tejidos. En segundo lugar, el ARNm está cargado negativamente y, por lo tanto, resiste la entrada a las células por sí solo. Esto obliga al uso de una molécula portadora para protegerla y transportarla a través de la membrana celular cargada negativamente.

Nanopartículas lipídicas

El uso de nanopartículas lipídicas (LNP) para codificar el ARNm viral que codifica el antígeno de la vacuna es un avance sorprendente y se ha descrito para la formulación de muchas vacunas contra el virus de la inmunodeficiencia humana (VIH), la rabia, el Zika y los virus de la influenza.

Los LNP no solo promueven la encapsulación del ARNm y reducen la fuerza de repulsión de la membrana celular cargada negativamente, sino que incluso pueden facilitar el escape del ARNm de los endosomas al citoplasma de la célula huésped, que es clave para la traducción de la proteína del antígeno de la vacuna.

Los LNP se componen de lípidos ionizables (que fomentan el autoensamblaje de los LNP), colesterol para estabilizar las partículas, un fosfolípido para soportar la doble capa de la estructura lipídica y un polietilenglicol (PEG) -lípido que prolonga la mitad -vida de la estructura.

Formulación de vacuna

En la formulación de la vacuna descrita en el estudio actual de la Universidad de Tel Aviv, el ARNm codifica el gen RBD de pico recombinante en combinación con un fragmento de anticuerpo humano llamado porción Fc (fragmento cristalizable). Esto es responsable de la unión del anticuerpo al antígeno pico. Dado que la porción Fc humana tiene dos sitios de unión, cada molécula híbrida contenía dos dominios RBD.

A continuación, el ARNm se mezcló con una mezcla de lípidos ionizable para preparar nanopartículas de lípidos (LNP) que encapsulan el ARNm de RBD-Fc. Después de la administración de la vacuna, el ARNm se transporta a las células huésped, que luego expresan el antígeno RBD para provocar una reacción inmune.

Anteriormente, se había probado la inmunogenicidad de esta formulación en ratones BALB / c. Cuando se administra por vía intramuscular, se detectaron títulos altos de anticuerpos, incluida una fuerte respuesta neutralizante y una respuesta de linfocitos T sesgada con Th1.

Detalles del estudio

Después de confirmar su expresión dentro de las células en cultivo mediante la evaluación de su unión con IgG purificada específica para la proteína espiga del SARS-CoV-2, la preparación de LNP bivalente que contiene RBD-Fc se inoculó en ratones hembras que expresaban hACE2.

Estos animales fueron elegidos para expresar signos de enfermedad grave, a diferencia de los hámsteres y los monos, que solo muestran una enfermedad leve.

En el estudio actual, se inocularon cuatro grupos de animales con la vacuna, a dos se les administró ARNm de RBD encapsulado en LNP simple y a dos la preparación de LNP-RBD-Fc.

En cada grupo emparejado, a un grupo se le administró una dosis única y a otro se administraron tanto dosis de iniciación como de refuerzo. Los controles no recibieron ninguno.

Se recogieron muestras de suero el día 23 y el día 46 para el grupo de dos dosis, y se midió la respuesta de anticuerpos a la vacuna RBD. En segundo lugar, los animales se expusieron al virus SARS-CoV-2 mediante inoculación intranasal y se evaluaron los signos de la enfermedad. Los animales que mostraban signos de enfermedad grave fueron sacrificados.

El estudio mostró que los ratones desarrollaron una fuerte respuesta de anticuerpos al antígeno de ARNm de RBD-Fc. Los anticuerpos se unieron a los receptores hACE2 con alta afinidad y neutralizaron la infección viral en los ratones vacunados después de la exposición al virus posteriormente.

En el grupo vacunado, el 70% mostró protección contra una dosis letal del virus, en comparación con el 100% de mortalidad en el grupo de control.

¿Cuáles son las implicaciones?

El estudio informa la inmunogenicidad y protección eficacia de una vacuna de ARNm de RBD-Fc basada en LNP en un modelo de ratón que expresa ACE2.

Hasta donde sabemos, este es el primer estudio de vacuna de ARNm no replicativo que informa la protección de K18-hACE2 contra una infección letal por SARS-CoV-2.”, Concluyen los investigadores.

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