Nowa szczepionka blokuje COVID-19 i jego warianty, a także inne koronawirusy

Pierwsze próby na zwierzętach eksperymentalnej szczepionki na betakoronawirusy (betaCoV) wykazały jej wysoką skuteczność. Twórcy preparatu donoszą, że w trakcie testów wzbudził silną odpowiedź immunologiczną zarówno na oryginalny SARS-CoV-2, jak i na SARS, MERS, a także na nowe warianty koronawirusa - brytyjski, południowoafrykański i brazylijski. Czy jesteśmy coraz bliżej szczepionki pankoronawirusowej?

- W ostatnich 20 latach miały miejsce trzy epidemie wywołane przez betakoronawirusy (betaCov). Istnieje zatem ogromna potrzeba opracowania skutecznych szczepionek zwalczających te i przyszłe patogeny z tej rodziny, które niebawem mogą nas zaatakować - mówi jeden z twórców nowej eksperymentalnej szczepionki, Barton F. Haynes, dyrektor Duke Human Vaccine Institute (DHVI) w Durham w Karolinie Północnej.

Próbna szczepionka pankoronawirusowa zadziałała w przypadku małp i myszy, na których została już przetestowana. Do prób na ludziach jest jeszcze daleka droga, ale pierwszy krok został zrobiony. Preparat podany zwierzętom wyzwolił przeciwciała neutralizujące nie tylko znane nam już "ludzkie" koronawirusy i ich warianty, ale także kilka oryginalnych koronawirusów nietoperzy. Eksperymentalna szczepionka zawiera nanocząsteczki z wieloma kopiami pewnego fragmentu białka koronawirusa oraz chemiczny wzmacniacz (tzw. adiuwant).

Naukowcy z DHVI od początku pandemii śledzili prace nad szczepionkami mRNA mając świadomość, że koronawirus najpewniej szybko zmutuje, poddawali preparaty próbie. - Gdy zaczynaliśmy nasze eksperymenty, prace nad szczepionkami mRNA były już zaawansowane, a my zaczęliśmy szukać sposobu na utrzymanie ich skuteczności po pojawieniu się nowych wariantów - wyjaśnia Haynes.

"Pięta Achillesowa" koronawirusów to klucz do szczepionki

W czasopiśmie "Nature" pojawił się niezrecenzowany jeszcze artykuł, prezentujący wyniki badań naukowców z DHVI. Badacze wyjaśniają, że oparli się na wcześniejszych doświadczeniach epidemii SARS (zespół ostrej niewydolności oddechowej), która zaatakowała ludzi w 2002 roku. Dostrzegli, że u osób, które zostały zakażone i przechorowały SARS, pojawiły się silne przeciwciała zdolne zneutralizować wiele koronawirusów. To im podsunęło pomysł na szczepionkę pankoronawirusową.

Celem stała się "pięta Achillesowa" koronawirusa, czyli domena wiążąca receptor (Receptor-Binding Domain, RBD) - maleńki fragment białka kolca (białka S), którym wirus "przyczepia się" do ludzkiej komórki. Od początku było wiadomo, że gdyby udało się zablokować (zneutralizować) RBD, tym samym zamknięto by koronawirusowi możliwość zakażania. Domena wiążąca receptor jest naturalnym celem przeciwciał neutralizujących wytwarzanych przez układ immunologiczny. Zadanie twórców szczepionek  polegało na tym, aby znaleźć to kluczowe miejsce, a następnie skłonić organizm do produkcji swoistych przeciwciał neutralizujących.

Naukowcy zidentyfikowali w domenie wiążącej receptor najwrażliwsze miejsce oraz przeciwciało, które neutralizuje krzyżowo różne linie koronawirusów (nazwane DH1047). Kolejny etap prac nad szczepionką polegał na zaprojektowaniu nanocząsteczki z owym "czułym punktem" wirusa w taki sposób, aby po wstrzyknięciu do organizmu odpowiednio się "zaprezentowała" i skłoniła układ immunologiczny do produkcji przeciwciał neutralizujących krzyżowo (cross-nAb) wiele wirusów, w tym SARS-CoV-1, SARS-CoV-2 i jego nowe warianty, a także inne betakoronawirusy krążące wśród nietoperzy.

Nowa szczepionka wyzwala przeciwciała neutralizujące za pomocą nanocząsteczek zawierających cząstkę wirusa. Badacze odkryli, że immunogenność takiej szczepionki można zwiększyć, umieszczając wiele kopii RBD w jednej nanocząsteczce, naśladującej działanie wirusa. Następnie ta nanocząsteczka została połączona ze specjalnym związkiem chemicznym o nazwie 3M-052, opracowanym przez Infectious Disease Research Institute.

Taką szczepionkę podano laboratoryjnym zwierzętom, w tym makakom, aby sprawdzić, czy preparat zadziała u naczelnych. Wyniki okazały się bardzo obiecujące. Infekcja COVID-19 została zablokowana w stu procentach. Odnotowano też wyższe poziomy neutralizacji wirusa, niż te obserwowane po szczepieniu obecnie wykorzystywanymi szczepionkami oraz po naturalnym zakażeniu się i przejściu COVID-19.

Testowany przez naukowców preparat jest "wstępną, ale obiecującą platformą do opracowania pankoronawirusowej szczepionki" - jak piszą autorzy pracy.

Źródła: nature.com, dhvi.duce.edu