Панкоронавирусные вакцины могут стать ключом к борьбе с будущими пандемиями

Панкоронавирусные вакцины могут стать ключом к борьбе с будущими пандемиями

Примечание редактора: найдите последние новости и рекомендации о COVID-19 в Medscape. Ресурсный центр по коронавирусу.

По мере того, как пандемия COVID-19 сходит на нет — по крайней мере, на данный момент — наращиваются усилия по разработке вакцин следующего поколения, которые могут защитить от будущих новых коронавирусов и их вариантов. Несколько проектов представляют умные комбинации вирусных частей для иммунной системы, которые вызывают сильный и, как мы надеемся, длительный ответ.

Грядущее поколение «пан» вакцин направлено на то, чтобы превратить SARS-CoV-2, его ближайших родственников и все, что может прийти, в более ручные респираторные вирусы, такие как обычная простуда. Какими бы ни были возможные компоненты этого нового поколения вакцин, эксперты сходятся во мнении о цели: предотвращение тяжелых заболеваний и смерти. И более широкий подход имеет решающее значение.

«Все вакцины были потрясающими. Но мы играем в игру «убей крота» с вариантами. Нам нужно сделать шаг назад и спросить, возможна ли панвариантная вакцина. Это важно, потому что Omicron не является последний вариант», — сказал Джейкоб Лемье, доктор медицинских наук, преподаватель медицины и специалист по инфекционным заболеваниям в Массачусетской больнице общего профиля.

Вакцина широкого спектра действия

Стремление создать вакцину, которая будет сдерживать несколько коронавирусов, возникло у многих исследователей на раннем этапе. Статья, опубликованная в Природа в мае 2020 г. исследователем Национального института аллергии и инфекционных заболеваний (NIAID). Лука Т. ДжурджаMD и коллеги сказали все это в заголовке: Универсальные вакцины против коронавируса: пора начинать уже сейчас.

Их опасения: разнообразие коронавирусов летучих мышей, готовых заразиться людьми; высокая мутабельность гена спайка, распознаваемого иммунным ответом; и сохранение мутаций в РНК-вирусе, который не может исправлять ошибки.

Работа над более широкими вакцинами началась в нескольких лабораториях, поскольку SARS-CoV-2 порождал вариант за вариантом.

28 сентября NIAID объявил о финансировании разработки «пан-коронавирусных» вакцин — кавычки указывают на то, что волшебная пуля против любого нового коронавируса нереальна. «Эти новые награды предназначены для того, чтобы смотреть вперед и готовиться к следующему поколению коронавирусов с пандемическим потенциалом», — сказал директор NIAID Энтони Фаучи, доктор медицинских наук. Первые три награды были вручены группам из Университета Висконсина, Бригама и женской больницы и Университета Дьюка.

Президент Байден упомянул о финансировании NIAID в своем Послании о положении в стране. Он также рассказал о том, как Управление передовых биомедицинских исследований и разработок (BARDA), основанное в 2006 году для подготовки к чрезвычайным ситуациям в области общественного здравоохранения, возглавляет разработку новых вакцинных платформ и вакцин, нацеленных на более широкий спектр частей патогенов.

Тем временем отдельные исследователи из разных областей находят новые способы предотвращения будущих пандемий.

Артему Бабаяну, доктору философии, вычислительному биологу из Кембриджского университета, пришла в голову идея исследовать базы данных генома Национальных институтов здравоохранения (NIH), созданные более десяти лет назад, на наличие пропущенных новых коронавирусов. Он начал проект, когда был между работой, когда разворачивалась пандемия, используя контрольный фермент, уникальный для РНК-вирусов, чтобы вылавливать кузенов COVID. Работа опубликована в Природа и данные находятся в свободном доступе на serratus.io.

Среди почти 132 000 новых РНК-вирусов, обнаруженных командой Бабаяна, девять были от ранее неизвестных коронавирусов. Новые девять произошли из «экологически разных источников»: морского конька, аксолотля, угря и нескольких рыб. Расшифровка топографии этих коронавирусов может дать ключ к разработке вакцин, которые опережают будущие пандемии.

Но оптика важна для оправдания ожиданий. «Универсальная вакцина» — это неправильное название. Я думаю об этом как о «вакцинах широкого спектра действия». Крайне важно заранее заявить, что эти вакцины никогда не могут гарантировать иммунитет против всех коронавирусов. В биологии нет абсолютов, но мы надеемся, что они будут работать против опасностей, которые, как мы знаем, существуют. Вакцина, которая имитирует воздействие многих коронавирусов, может защитить от современного неизвестный коронавирус, особенно если включить более медленно эволюционирующие антигены», — сказал Бабаян. Медицинские новости Medscape.

Николай Петровский, доктор медицинских наук, Колледж медицины и общественного здравоохранения Университета Флиндерса в Аделаиде, Южная Австралия, и биотехнологическая компания Vaccine Pty Ltd, соглашаются, называя буквально панкоронавирусную вакцину «несбыточной мечтой». достижимая широко защитная вакцина против CoV-19 — я могу сказать это, потому что мы уже разработали и протестировали ее, комбинируя антигены, а не пытаясь использовать только одну, которая может делать все».

Иммунитет приманки

Разрабатываемые более широкие вакцины отображают вирусные антигены, такие как шиповидные белки, для иммунной системы на различных каркасах. Вот несколько подходов.

Наночастицы ферритина: Вакцина-кандидат из Отделения новых инфекционных заболеваний Национального военно-медицинского центра Уотер-Рид начала первую фазу испытаний на людях в апреле 2021 года. Вакцина, получившая название SpFN, состоит из массивов наночастиц ферритина, связанных с шиповидными белками различных вариантов и видов. Ферритин — это белок, который связывает и хранит железо в организме.

«Повторяющееся и упорядоченное отображение спайкового белка коронавируса на многогранной наночастице может стимулировать иммунитет таким образом, что это приведет к значительно более широкой защите», — сказал директор отделения Уолтера Рида и соавтор вакцины Кайвон Моджаррад, доктор медицинских наук.

Вторая вакцина нацелена только на «яблочко» часть шипа, которую вирус использует для прикрепления и получения доступа к клеткам человека, называемую рецептор-связывающим доменом (RBD), вариантов SARS-CoV-2 и вируса, стоящего за оригиналом. ОРВИ. Доклинические данные появились в Наука Трансляционная медицина.

Бартон Хейнс, доктор медицинских наук, и его коллеги из Института человеческих вакцин Дьюка также используют ферритин для разработки «панбетакоронавирусной вакцины», относящейся к роду, к которому принадлежит SARS-CoV-2. Они говорят, что их результаты у макак, опубликованные в Природа, «продемонстрировать, что современные вакцины на основе мРНК могут обеспечить некоторую защиту от будущих вспышек зоонозных бета-коронавирусов».

Мозаичные наночастицы : Аспирант Александр Коэн возглавляет работу в Калифорнийском технологическом институте в лаборатории Памелы Бьоркман, доктора философии, которая использует наночастицы, состоящие из белков бактерий (пиогенный стрептококк), к которым присоединены RBD из шиповидных белков четырех или восьми различных бета-коронавирусов. Стратегия демонстрирует, что целое больше, чем сумма частей.

«Результаты Алекса показывают, что можно вызвать разнообразные ответы нейтрализующих антител даже против штаммов коронавируса, которые не были представлены на введенных наночастицах. Мы надеемся, что эту технологию можно будет использовать для защиты от будущих коронавирусов животных, которые перейдут к людям», — сказал он. — сказала Бьоркман. Работа появилась в Наука.

В вакцинах-кандидатах от Inovio Pharmaceuticals также используется стратегия мозаичных шипов, но с кольцами ДНК (плазмидами), а не с наночастицами. Одна версия работает против вариантов до Omicron и тестируется против Omicron, а другая с охватом «пан-COVID-19» хорошо протестирована на животных моделях. Вакцины Inovio доставляются в кожу с помощью специального устройства, которое подает электрический импульс, повышающий проницаемость клеток.

Химерные шипы: Еще один подход заключается в создании вакцин из различных частей бета-коронавирусов, которые наиболее тесно связаны с SARS-CoV-2 — патогенами, вызывающими MERS и SARS, а также с несколькими вирусами летучих мышей и несколькими панголинами. Изобилие и вездесущность этих вирусов предоставляют своего рода набор инструментов с инструкциями, написанными на языке РНК, из которых можно выбирать, анализировать, рекомбинировать и настраивать вакцины.

«Вирусы, подобные SARS, могут рекомбинировать и проявлять большое генетическое разнообразие в нескольких частях генома. Мы разработали химерные шипы, чтобы улучшить охват мультиплексной вакцины», — сказал Дэвид Мартинес, доктор философии.

Его команда из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл разработала мРНК-вакцины, которые доставляют «перемешанные шипы коронавируса», представляющие различные части, а не только RBD, как описано в Наука в августе прошлого года.

У мышей химерные вакцины вызывают сильные иммунные ответы Т- и В-клеток, которые стимулируют выработку антител и контролируют другие аспекты формирования иммунитета.

За шипом яблочко

Задача разработки панкоронавирусных вакцин двойная. «Самые лучшие вакцины очень специфичны для каждого штамма, а универсальные вакцины должны жертвовать эффективностью, чтобы получить широкий охват. Жизнь — это компромисс». Петровский рассказал Медицинские новости Medscape.

Усилия по расширению эффективности вакцины выходят за рамки нацеливания на рецептор-связывающий домен «яблочко» триплетов шипов, которые украшают вирус. Некоторые проекты сосредоточены на менее изменчивых частях шипа, которые более похожи между менее родственными коронавирусами, чем RBD, подверженный мутациям. Например, пептиды, которые закручиваются в часть «стебель-спираль» той части шипа, которая прикрепляется к клеткам-хозяевам, являются основой некоторых вакцин-кандидатов, которые в настоящее время проходят доклинические исследования.

Другие вакцины вообще не основаны на шипах. Французская компания Osivax, например, работает над вакциной, нацеленной на нуклеокапсидный белок, защищающий вирусную РНК. Надежда состоит в том, что представление различных лиц патогена может вызвать иммунитет помимо первоначального выброса антител и вызвать более разнообразные и длительные ответы Т-клеток.

Учитывая бесчисленные усилия по подкреплению первого поколения вакцин от COVID-19 новыми, обеспечивающими более широкую защиту, похоже, что наука, возможно, наконец извлекла уроки из истории.

«После вспышки атипичной пневмонии мы потеряли интерес и не смогли завершить разработку вакцины для использования в случае повторной вспышки. Мы не должны снова совершать ту же ошибку», — пишут Джурджа и его коллеги в своем Природа статья об универсальных вакцинах против коронавируса.

Чтобы узнать больше новостей, следите за Medscape на Facebook, ТвиттерInstagram, YouTube и LinkedIn

.

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.