Вакцины на основе белков потенциально намного дешевле в производстве, чем мРНК-вакцины, и могут не требовать сверххолодного хранения.
Вакцины на основе белков потенциально намного дешевле в производстве, чем мРНК-вакцины, и могут не требовать сверххолодного хранения. Фото: Pixabay.com
Текущие вакцины с матричной РНК, по-видимому, обеспечивают, по крайней мере, некоторую защиту от новых вариантов SARS-CoV-2, включая омикрон, особенно для людей, получивших ревакцинацию. Но производственные затраты и потребность в ультрахолодном охлаждении ограничивают доступность этих вакцин в странах с низким и средним уровнем дохода. Именно здесь новые вакцины против COVID-19 на основе белков, в том числе две вакцины-кандидаты, разработанные в Бостонской детской больнице, могут изменить ситуацию.
Вакцины на основе белков потенциально намного дешевле в производстве, чем мРНК-вакцины, и могут не требовать сверххолодного хранения. Это поможет получить больше вакцин в таких частях мира, как Африка, где уровень вакцинации в настоящее время очень низок, пишет medicalxpress.com.
Существующие вакцины против COVID-19 основаны на полном шиповидном белке SARS-CoV-2. Напротив, обе вакцины Boston Children’s используют только часть шипа, а именно рецептор-связывающий домен или RBD. RBD — это та же самая часть, которая фиксируется на рецепторах ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2) наших клеток. Но эти две вакцины используют очень разные методы стимуляции иммунного ответа.
Альпаки, антитела и антигенпрезентирующие клетки
Группа под руководством Новалии Пишеши, доктора философии, Тибо Харманда, доктора философии, и Хидде Плоэ, доктора философии, в рамках Программы клеточной и молекулярной медицины прикрепила RBD к особому типу антител, полученных из альпак. .
Это «нанотело», меньшее, чем человеческие антитела, направляет белковый сегмент RBD непосредственно к антигенпрезентирующим клеткам — ключевым иммунным клеткам, которые затем «показывают» RBD другим иммунным клеткам, стимулируя более широкий иммунный ответ.
Предполагается, что современные вакцины против COVID-19 стимулируют антигенпрезентирующие клетки, но только косвенно, говорит Плоэ. «Убрать посредника и поговорить напрямую с антигенпрезентирующими клетками намного эффективнее», — говорит он. «Секретный соус — это прицеливание».
Чтобы нацелиться на антиген-презентирующие клетки, команда разработала нанотела для распознавания и размещения антигенов главного комплекса гистосовместимости (MHC) класса II на поверхности клеток. Как сообщалось в выпуске PNAS от 2 ноября, его вакцина вызывала сильный иммунный ответ против SARS-CoV-2 и его вариантов у мышей, стимулируя выработку большого количества нейтрализующих антител против белка RBD. Он также вызывал сильный клеточный иммунитет, стимулируя Т-хелперные клетки, которые объединяют другие защитные механизмы иммунной системы.
В ходе испытаний команда успешно лиофилизировала вакцину, а затем восстановила ее без потери эффективности. Он также оставался стабильным и активным в течение как минимум семи дней при комнатной температуре. Команда подала патент на свою технологию и надеется привлечь биотехнологические или фармацевтические компании к дальнейшему тестированию вакцины и, в конечном итоге, к клиническим испытаниям.
Вспомогательные средства для пожилых людей
В рамках Программы прецизионных вакцин в Boston Children’s Дэвид Даулинг, доктор философии, Офер Леви, доктор медицины, доктор философии, и их коллеги создали вакцину против COVID-19, которая может особенно хорошо работать у пожилых людей. Он сочетает в себе тот же фрагмент шиповидного белка — RBD — с двумя вакцинными адъювантами, молекулами, которые усиливают иммунный ответ.
«Белок RBD сам по себе плохо иммуногенен», — говорит Доулинг. «Вот почему люди использовали полный шиповый белок, который сложнее производить в больших масштабах. С помощью выбранных нами адъювантов мы смогли сделать белковую вакцину на основе RBD такой же эффективной, как вакцина на основе полной мРНК на основе шипа».
Адъюванты появились в результате исчерпывающего процесса скрининга, в ходе которого сравнивались несколько молекул в различных комбинациях. Как сообщалось 16 ноября в журнале Science Translational Medicine, два адъюванта — гидроксид алюминия и CpG — оказались наиболее успешной комбинацией при добавлении к белку RBD.
Гидроксид алюминия, широко используемый адъювант, помогает вакцинным антигенам дольше сохраняться в организме, чтобы иммунная система могла лучше их обнаруживать. CpG расширяет иммунный ответ, стимулируя Toll-подобные рецепторы в системе врожденного иммунитета.
В тестах комбинация RBD-адъювант вызывала сильные врожденные иммунные ответы в лейкоцитах пожилых людей, эквивалентные таковым в клетках молодых людей. У мышей он вызывал большое количество нейтрализующих антител во всех возрастных группах, подобно современным вакцинам на основе мРНК. При живом заражении он полностью защитил пожилых мышей от инфекции SARS-CoV-2.
«У наших иммунизированных старых мышей почти год спустя все еще сохранялся высокий уровень функциональных антител», — отмечает Доулинг.
Будут ли вакцины против COVID на белковой основе защищать от варианта омикрон?
Многие мутации Omicron включают 15 генетических модификаций белка RBD. Будут ли вакцины против COVID-19 на основе RBD защищать от него? Хотя характеристики варианта и клинические результаты все еще находятся в стадии активного изучения, ожидается, что существующие вакцины будут продолжать защищать от госпитализации и смерти.
«Мы недостаточно знаем об омикронах, поэтому трудно оценить его влияние на белковые вакцины, — говорит Пишеша. Однако она отмечает, что вакцина нанотел ее команды также индуцирует ответы Т-клеток CD8 против части RBD, которая остается интактной в штамме омикрон. «Это позволяет нам быть осторожными и оптимистичными в отношении того, что наша вакцина сможет прилично бороться с омикронами».
Даулинг соглашается, отмечая, что формулировка его команды привела к очень сильному ответу Т- и В-клеток против RBD.
«Что касается того, насколько хорошо будут сохраняться реакции антител, мы уже начали работу над проблемой», — говорит он. «Мы отправили образцы сыворотки от различных иммунизированных мышей нашим сотрудникам в Университете Мэриленда для изучения способности нашей вакцины нейтрализовать омикрон и другие варианты. Мы должны получить исходные данные через несколько недель.