Новая кандидатная вакцина на основе тримерной субъединицы Clover Biopharma предотвращает COVID-19 у обезьян

Новая кандидатная вакцина на основе тримерной субъединицы Clover Biopharma предотвращает COVID-19 у обезьян

Исследователи из Clover Biopharmaceuticals, Китайской академии наук и Национального института по контролю за продуктами и лекарствами Китая (NIFDC) сообщают о тримерной субъединичной вакцине-кандидате, аналогичной шиповому белку коронавируса 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV- 2). Вакцина-кандидат продуцировала высокий уровень нейтрализующих антител на животных моделях. Макаки-резус, иммунизированные вакциной-кандидатом, показали снижение вирусной нагрузки в легких. Исследование опубликовано на сервере препринтов bioRxiv *.

Одной из наиболее важных стратегий предотвращения распространения пандемии COVID-19 является разработка вакцин. Любая будущая вакцина против SARS-CoV-2 должна быть эффективной, безопасной и простой в разработке и производстве.

Некоторые из типов вакцин, разрабатываемых против COVID-19, включают мРНК и ДНК-вакцины, инактивированный вирус SARS-CoV-2 и вирусные векторы на основе аденозина. Многие кандидаты находятся на разных стадиях клинических испытаний.

Основной проблемой при разработке эффективной вакцины против РНК-вируса является трудность индукции широко нейтрализующих антител, таких как вакцины против ВИЧ. Кроме того, с вирусами, поражающими дыхательную систему, такими как SARS-CoV-2, существует риск усиленного респираторного заболевания, связанного с вакцинацией.

<img alt=" Высокий уровень экспрессии и характеристика S-тримера. (A) Схематические изображения полноразмерного белка SARS-CoV-2 Spike (S) и эктодомена слитого белка SARS-CoV-2 S дикого типа с тримером-меткой (S-тример). (B) Схематическое изображение 2-D S-тример с гомотримерным белком Spike в конформации до слияния. (C) Уменьшение анализа SDS-PAGE с окрашиванием кумасси синим высокоуровневой экспрессии S-тримера в качестве секретируемого белка из клеток CHO в 15-литровом биореакторе Бессывороточная культура с подпиткой в ​​течение 11 дней (загружали 10 мкл очищенной среды для каждого образца) вместе с очищенным стандартом (Std). (D) S-тример представляет собой гомотример, связанный дисульфидной связью, что было проанализировано с помощью SDS-PAGE с окрашиванием кумасси синим в невосстанавливающих (-ME) и восстанавливающих (+ ME) условиях. Было показано, что S-тример частично расщепляется на стыке S1 / S2, как указано. (E) S-тример сильно N-гликозилирован. Анализ S-тримера до и после дегликозилирования с помощью PNGase F (-N) и PNGase F & Endo-O (-O) с помощью SDS-PAGE с окрашиванием кумасси синим в восстанавливающих (+ ME) условиях. (F) Анализ SEC-HPLC чистоты S-тример с молекулярной массой приблизительно 700 кДа, и небольшая фракция расщепленного S1 была отделена от S-тримера, как указано. (G) Определение аффинности связывания между S-тримером и человеческим ACE2-Fc с помощью интерферометрии ForteBio BioLayer. "Height =" 928 "src =" http://www.news-medical.net/image.axd?picture=2020 % 2f9% 2f% 402020.09.24.311027v1.jpg "title =" Выражение высокого уровня и характеристика S-тримера. (A) Схематические изображения полноразмерного белка SARS-CoV-2 Spike (S) и эктодомена слитого белка SARS-CoV-2 S дикого типа с тримером-меткой (S-тример). (B) Схематическое изображение 2-D S-тример с гомотримерным белком Spike в конформации до слияния. (C) Уменьшение анализа SDS-PAGE с окрашиванием кумасси синим высокоуровневой экспрессии S-тримера в качестве секретируемого белка из клеток CHO в 15-литровом биореакторе Бессывороточная культура с подпиткой в ​​течение 11 дней (загружали 10 мкл очищенной среды для каждого образца) вместе с очищенным стандартом (Std). (D) S-тример представляет собой гомотример, связанный дисульфидной связью, что было проанализировано с помощью SDS-PAGE с окрашиванием кумасси синим в невосстанавливающих (-ME) и восстанавливающих (+ ME) условиях. Было показано, что S-тример частично расщепляется на стыке S1 / S2, как указано. (E) S-тример сильно N-гликозилирован. Анализ S-тримера до и после дегликозилирования с помощью PNGase F (-N) и PNGase F & Endo-O (-O) с помощью SDS-PAGE с окрашиванием кумасси синим в восстанавливающих (+ ME) условиях. (F) Анализ SEC-HPLC чистоты S-тримера с молекулярной массой приблизительно 700 кДа, и небольшая фракция расщепленного S1 была отделена от S-тримера, как указано. (G) Определение аффинности связывания между S-тримером и ACE2-Fc человека с помощью интерферометрии ForteBio BioLayer. "Width =" 1200 "/> ]

Высокий уровень экспрессии и характеристика S-тримера. (A) Схематические изображения полноразмерного белка SARS-CoV-2 Spike (S) и эктодомена слитого белка SARS-CoV-2 S дикого типа с тримером-меткой (S-тример). (B) Схематическое изображение 2-D S-тример с гомотримерным белком Spike в конформации до слияния. (C) Сокращение анализа SDS-PAGE с окрашиванием кумасси синим высокоуровневой экспрессии S-тримера в качестве секретируемого белка из клеток СНО в 15-литровом биореакторе Бессывороточная культура с подпиткой в ​​течение 11 дней (загружали 10 мкл очищенной среды для каждого образца) вместе с очищенным стандартом (Std). (D) S-тример представляет собой гомотример, связанный дисульфидной связью, как анализировали с помощью SDS-PAGE с окрашиванием кумасси синим в невосстанавливающих (-ME) и восстанавливающих (+ ME) условиях. Было показано, что S-тример частично расщепляется на стыке S1 / S2, как указано. (E) S-тример сильно N-гликозилирован. Анализ S-тримера до и после дегликозилирования с помощью PNGase F (-N) и PNGase F & Endo-O (-O) с помощью SDS-PAGE с окрашиванием кумасси синим в восстанавливающих (+ ME) условиях. (F) Анализ SEC-HPLC чистоты S-тримера с молекулярной массой приблизительно 700 кДа, и небольшая фракция расщепленного S1 была отделена от S-тримера, как указано. (G) Определение аффинности связывания между S-тримером и человеческим ACE2-Fc с помощью интерферометрии ForteBio BioLayer.

Тримерный белок, такой как спайковый белок SARS-CoV-2

Вирус SARS-CoV-2 связывается с клетками-хозяевами с помощью тримерного шипового белка. Этот тримерный антиген связывается с ангиотензин-превращающим ферментом 2 (ACE2), продуцируемым клетками-хозяевами, помогая вирусу проникнуть в клетку-хозяин.

В новом отчете исследователи сообщают о технологии производства тримерного белка S-тример, подобного белку-шипу в вирусе, который может продуцировать антитела при заражении в клетках-хозяевах.

Для производства S-Trimer исследователи использовали технологию Trimer-Tag, о которой сообщалось ранее. Используя эту технологию, они произвели клоны спайкового белка SARS-CoV-2, используя кДНК после трансфекции в клетки CHO, которые самотримеризовались через дисульфидные связи. Они очистили белок S-Trimer, используя высокое сродство Trimer-Tag к Endo180, рецептору коллагена.

Вакцина-кандидат S-тример имеет полную последовательность шипового белка SARS-CoV-2 дикого типа и имеет высокое сродство к рецептору ACE2. Авторы пишут, что их схема очистки S-тримера, производящего 500 мг / л, может позволить производить несколько миллиардов доз ежегодно в биореакторах объемом 2000 л.

Затем ученые использовали S-тример, чтобы определить, присутствуют ли антитела к белкам SARS-CoV-2 в сыворотке 41 пациента, выздоровевшего после COVID-19. Они обнаружили высокий уровень антител, которые связывались с S-тримером.

Они также обнаружили более высокий уровень антител у пациентов с тяжелым заболеванием и более низкий уровень у пациентов с легким заболеванием. Однако у многих пациентов, особенно с легкой формой заболевания, не было никаких антител, связывающихся с ACE2, что позволяет предположить, что антитела могут нацеливаться не только на рецептор-связывающие домены (RBD), но и на другие домены вируса.

Это говорит о том, что пациентам, у которых развивается быстрый Т-клеточный ответ, могут не потребоваться высокие уровни антител для нейтрализации вируса. Ранее сообщалось, что у пациентов с легким заболеванием развивается сильный Т-клеточный иммунитет, в то время как у пациентов с тяжелым заболеванием уровень Т-клеток очень низкий.

Иммунитет обезьян

Авторы впервые протестировали иммунный ответ на S-тример на мышах. При использовании с адъювантом, таким как AS03 и CpG 1018 с квасцами, уровни как нейтрализующих псевдовирус, так и конкурентных антител против ACE2 были аналогичны или превышали уровни в сыворотке человека

.

Затем они ввели S-тример с адъювантами макакам-резус для изучения иммунного ответа. После двух доз вакцины-кандидата с интервалом 21 день животные подверглись воздействию SARS-CoV-2 через 35 дней после первой дозы.

У макак наблюдались высокие уровни как нейтрализующих, так и связывающих антител, причем их количество увеличивалось после второй дозы. Хотя CpG 1018 плюс адъювант квасцов показал более низкие уровни антител, чем сыворотка человека по сравнению с AS03, у животных с прежним адъювантом выработался более быстрый и устойчивый лимфоцитарный ответ, который оставался высоким через 7 дней после заражения.

Животные, не получавшие S-тример и адъюванты, показали быструю потерю массы тела примерно на 8% через 7 дней после заражения, тогда как другие животные не теряли веса и не имели лихорадки. Макаки, ​​получившие дозы вакцины-кандидата, также показали низкую вирусную нагрузку в тканях легких, горле и мазках из носа.

Как AS03, так и CpG 1018 плюс квасцы индуцировали достаточный уровень защиты от SARS-CoV-2 у обезьян, и не наблюдалось усиления болезни.

«В совокупности эти результаты подтверждают продвижение адъювантного S-тримера посредством клинических исследований на людях с целью дальнейшей демонстрации безопасности, иммуногенности и эффективности вакцины», – пишут авторы.

Рекомбинантное производство S-тримера с использованием тримерной метки также может быть быстро увеличено, пишут авторы, и вакцина может храниться при 2–8 ° C, и ее не нужно хранить в морозильных камерах.

Фаза I клинических испытаний вакцины-кандидата началась в июне 2020 г., и запланированы дальнейшие фазы.

* Важное примечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, руководящие клинической практикой / поведением, связанным со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.

Source link