Duke-forskare utvecklar ett nytt potentiellt vaccin mot coronavirus – det är redan effektivt i djurstudier

av Sarah Avery

Ett potentiellt nytt vaccin utvecklat av medlemmar av Duke Human Vaccine Institute har visat sig effektivt för att skydda apor och möss från en mängd olika coronavirusinfektioner – inklusive SARS-CoV-2 såväl som den ursprungliga SARS-CoV-1 och relaterade fladdermus-coronavirus som kan potentiellt orsaka nästa pandemi.

Det nya vaccinet, kallat pan-coronavirusvaccin, utlöser neutraliserande antikroppar via en nanopartikel. Nanopartikeln är sammansatt av coronavirusdelen som gör att den kan binda till kroppens cellreceptorer och är formulerad med en kemisk booster som kallas ett adjuvans. Framgång hos primater är mycket relevant för människor.

Fynden visas måndagen den 10 maj i tidskriften Natur.

"Vi började det här arbetet i våras med insikten att, precis som alla virus, skulle mutationer inträffa i SARS-CoV-2-viruset, som orsakar covid-19," sade senior författare Barton F. Haynes, MD, chef för Duke Human Vaccine Institute (DHVI). "MRNA-vaccinerna var redan under utveckling, så vi letade efter sätt att upprätthålla deras effektivitet när dessa varianter dök upp.

"Det här tillvägagångssättet gav inte bara skydd mot SARS-CoV-2, utan antikropparna som inducerades av vaccinet neutraliserade också varianter av oro som har sitt ursprung i Storbritannien, Sydafrika och Brasilien," sa Haynes. "Och de inducerade antikropparna reagerade med en ganska stor panel av coronavirus."

Haynes och kollegor, inklusive huvudförfattare Kevin Saunders, Ph.D., forskningschef vid DHVI, byggd på tidigare studier som involverade SARS, luftvägssjukdomen orsakad av ett coronavirus som kallas SARS-CoV-1. De hittade en person som hade blivit infekterad med SARS utvecklade antikroppar som kan neutralisera flera koronavirus, vilket tyder på att ett pan-coronavirus kan vara möjligt.

Akilleshälen för coronaviruset är deras receptorbindande domän, belägen på spiken som länkar virusen till receptorer i mänskliga celler. Även om detta bindningsställe gör det möjligt för det att komma in i kroppen och orsaka infektion, kan det också riktas mot antikroppar.

Forskargruppen identifierade en särskild receptorbindande domänplats som finns på SARS-CoV-2, dess cirkulerande varianter och SARS-relaterade fladdermusvirus som gör dem mycket sårbara för korsneutraliserande antikroppar.

Teamet designade sedan en nanopartikel som visar denna sårbara plats. Nanopartikeln kombineras med en liten molekyladjuvans - närmare bestämt den tollliknande receptor 7 och 8 agonisten som kallas 3M-052, formulerad med Alum, som utvecklats av 3M och Infectious Disease Research Institute. Adjuvansen stärker kroppens immunsvar.

I tester av dess effekt på apor blockerade nanopartikelvaccinet COVID-19-infektion med 100%. Det nya vaccinet framkallade också betydligt högre neutraliserande nivåer hos djuren än nuvarande vaccinplattformar eller naturlig infektion hos människor.

"Det vi har gjort är att ta flera kopior av en liten del av coronaviruset för att få kroppens immunsystem att svara på det på ett förstärkt sätt," sa Saunders. "Vi fann att det inte bara ökade kroppens förmåga att hämma viruset från att orsaka infektion, utan det riktar sig också oftare mot denna korsreaktiva sårbarhetsplats på spikeproteinet. Vi tror att det är därför detta vaccin är effektivt mot SARS-CoV-1, SARS-CoV-2 och minst fyra av dess vanliga varianter, plus ytterligare animaliska coronavirus.

"Det har förekommit tre coronaepidemier under de senaste 20 åren, så det finns ett behov av att utveckla effektiva vacciner som kan riktas mot dessa patogener inför nästa pandemi," sa Haynes. "Detta arbete representerar en plattform som kan förhindra, snabbt mildra eller släcka en pandemi."

Förutom Haynes och Saunders inkluderar studieförfattarna 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 och Ralph S. Baric.

Studien fick finansiering från delstaten North Carolina med medel från den federala CARES Act; National Institutes of Health (AI142596, R01AI157155 U54 CA260543, F32 AI152296, T32 AI007151); North Carolina Policy Collaboratory vid University of North Carolina vid Chapel Hill med finansiering från North Carolina Coronavirus Relief Fund; och en Burroughs Wellcome Fund Postdoctoral Enrichment Program Award.

(C) Duke University

Ursprunglig källa: WRAL Techwire