Duke-forskere udvikler en ny potentiel coronavirus-vaccine – den er allerede effektiv i dyreforsøg

af Sarah Avery

En potentiel ny vaccine udviklet af medlemmer af Duke Human Vaccine Institute har vist sig effektiv til at beskytte aber og mus mod en række forskellige coronavirus-infektioner – herunder SARS-CoV-2 såvel som den originale SARS-CoV-1 og relaterede flagermus-coronavirus, der kunne potentielt forårsage den næste pandemi.

Den nye vaccine, kaldet en pan-coronavirus-vaccine, udløser neutraliserende antistoffer via en nanopartikel. Nanopartiklerne er sammensat af coronavirus-delen, der gør det muligt for den at binde sig til kroppens cellereceptorer, og er formuleret med en kemisk booster kaldet en adjuvans. Succes hos primater er yderst relevant for mennesker.

Resultaterne vises mandag den 10. maj i tidsskriftet Natur.

"Vi begyndte dette arbejde sidste forår med den forståelse, at der ligesom alle vira ville forekomme mutationer i SARS-CoV-2-virussen, som forårsager COVID-19," sagde seniorforfatter Barton F. Haynes, MD, direktør for Duke Human Vaccine Institute (DHVI). "MRNA-vaccinerne var allerede under udvikling, så vi ledte efter måder at opretholde deres effektivitet på, når disse varianter dukkede op.

"Denne tilgang gav ikke kun beskyttelse mod SARS-CoV-2, men antistofferne induceret af vaccinen neutraliserede også bekymringsvarianter, der stammer fra Storbritannien, Sydafrika og Brasilien," sagde Haynes. "Og de inducerede antistoffer reagerede med et ret stort panel af coronavirus."

Haynes og kolleger, herunder hovedforfatter Kevin Saunders, Ph.D., forskningsdirektør ved DHVI, bygget på tidligere undersøgelser, der involverer SARS, luftvejssygdommen forårsaget af en coronavirus kaldet SARS-CoV-1. De fandt, at en person, der var blevet inficeret med SARS, udviklede antistoffer, der var i stand til at neutralisere flere coronavirus, hvilket tyder på, at en pan-coronavirus kan være mulig.

Akilleshælen for coronavirus er deres receptorbindende domæne, placeret på spidsen, der forbinder vira til receptorer i menneskelige celler. Mens dette bindingssted gør det muligt for det at komme ind i kroppen og forårsage infektion, kan det også være målrettet af antistoffer.

Forskerholdet identificerede et bestemt receptorbindende domænested, der er til stede på SARS-CoV-2, dets cirkulerende varianter og SARS-relaterede flagermusvirus, der gør dem meget sårbare over for krydsneutraliserende antistoffer.

Holdet designede derefter en nanopartikel, der viser dette sårbare sted. Nanopartiklerne er kombineret med et lille molekyle adjuvans - specifikt den toll-lignende receptor 7 og 8 agonist kaldet 3M-052, formuleret med Alum, som er udviklet af 3M og Infectious Disease Research Institute. Adjuvansen booster kroppens immunrespons.

I test af dens virkning på aber blokerede nanopartikelvaccinen COVID-19-infektion med 100%. Den nye vaccine fremkaldte også betydeligt højere neutraliserende niveauer hos dyrene end nuværende vaccineplatforme eller naturlig infektion hos mennesker.

"Dybest set, hvad vi har gjort, er at tage flere kopier af en lille del af coronavirus for at få kroppens immunsystem til at reagere på det på en forstærket måde," sagde Saunders. "Vi fandt ud af, at det ikke kun øgede kroppens evne til at hæmme virussen i at forårsage infektion, men det målretter også oftere mod dette krydsreaktive sårbarhedssted på spikeproteinet. Vi tror, det er grunden til, at denne vaccine er effektiv mod SARS-CoV-1, SARS-CoV-2 og mindst fire af dens almindelige varianter, plus yderligere animalske coronavirus.

"Der har været tre coronavirus-epidemier i de sidste 20 år, så der er behov for at udvikle effektive vacciner, der kan målrette mod disse patogener forud for den næste pandemi," sagde Haynes. "Dette arbejde repræsenterer en platform, der kunne forhindre, hurtigt temperere eller slukke en pandemi."

Ud over Haynes og Saunders omfatter undersøgelsesforfatterne Esther Lee, Robert Parks1,5, David R. Martinez, Dapeng, Haiyan Chen, Robert J. Edwards, Sophie Gobeil, Maggie Barr, Katayoun Mansour, S. Munir Alam, Laura L. Sutherland, Fangping Cai, Aja M. Sanzone, Madison Berry, Kartik Manne, Kevin W. Bock, Mahnaz Minai, Bianca M. Nagata, Anyway B. Kapingidza, Mihai Azoitei, Longping V. Tse, Trevor D. Scobey, Rachel L. Spreng, R. Wes Rountree, C. Todd DeMarco, Thomas N. Denny, Christopher W. Woods, Elizabeth W. Petzold, Thomas H. Oguin III, Gregory D. Sempowski, Matthew Gagne, Daniel C. Douek, Mark A. Tomai , Christopher B. Fox, Robert Seder, Kevin Wiehe, Drew Weissman, Norbert Pardi, Hana Golding, Surender Khurana, Priyamvada Acharya, Hanne Andersen, Mark G. Lewis, Ian N. Moore, David C. Montefiori og Ralph S. Baric.

Undersøgelsen modtog finansiering fra staten North Carolina med midler fra den føderale CARES Act; National Institutes of Health (AI142596, R01AI157155 U54 CA260543, F32 AI152296, T32 AI007151); North Carolina Policy Collaboratory ved University of North Carolina ved Chapel Hill med finansiering fra North Carolina Coronavirus Relief Fund; og en Burroughs Wellcome Fund Postdoctoral Enrichment Program Award.

(C) Duke University

Oprindelig kilde: WRAL Techwire