Efterhånden som virussen, der forårsager COVID-19, udvikler sig og spreder sig, fortsætter videnskabsmænd og klinikere med at udvikle innovative måder at bekæmpe SARS-CoV-2 ved at designe vacciner og terapeutiske midler. I en nylig undersøgelse offentliggjort i Videnskab, præsenterer forskere en vaccine, der i dyr beskytter mod en række betacoronavirus – en familie af vira, der inkluderer dem, der forårsager SARS, MERS og COVID-19 pandemierne.
Undersøgelsen blev ledet af en California Institute of Technology forskerhold ledet af Pamela Bjorkman. Bjorkman siger, at det er vigtigt at designe en vaccine med bred beskyttelse mod flere vira, i betragtning af at flere SARS-lignende vira er dukket op i de sidste to årtier.
"Vi kan ikke forudsige, hvilken virus eller hvilke virus blandt det store antal dyr, der vil udvikle sig i fremtiden for at inficere mennesker for at forårsage en anden epidemi eller pandemi," siger Bjorkman i en pressemeddelelse fra Caltech. "Det, vi forsøger at gøre, er at lave en alt-i-en-vaccine, der beskytter mod SARS-lignende betacoronavirus, uanset hvilke dyrevira der måtte udvikle sig for at tillade menneskelig infektion og spredning. Denne slags vaccine ville også beskytte mod nuværende og fremtidige SARS-CoV-2-varianter uden behov for opdatering."
Mosaikvaccine giver bred beskyttelse
Bjorkmans team designede en nanopartikelvaccine bestående af spidsproteinfragmenter fra otte SARS-lignende betacoronavirus ved hjælp af vaccineteknologi, som oprindeligt blev udviklet af samarbejdspartnere ved University of Oxford. I teorien, når et immunsystem udsættes for spidsproteinfragmenter knyttet til denne såkaldte "mosaik" nanopartikelvaccine, vil det producere et bredt spektrum af antistoffer, der reagerer på alle vira repræsenteret i vaccinen.
Forskerne udførte eksperimenter i mus, der er gensplejset til at udtrykke den humane ACE2-receptor, som bruges af SARS-CoV-2 og relaterede vira til at trænge ind i celler ved infektion. De fandt ud af, at dyr inokuleret med mosaik-nanopartikelvaccinen producerede antistoffer mod alle vira med fragmenter i vaccinen.
Mus, der modtog en vaccine indeholdende en nanopartikel uden spidsproteinfragmenter, overlevede ikke infektion med SARS-CoV-2 eller SARS-CoV (som forårsagede den oprindelige SARS-pandemi i begyndelsen af 2000'erne). De, der var inokuleret med en nanopartikel, der kun var belagt med SARS-CoV-2-spidsproteinfragmenter, overlevede kun eksponering for SARS-CoV-2. Mus, der var vaccineret med mosaik-nanopartiklerne, overlevede imidlertid ikke kun eksponering for SARS-CoV-2, men blev også beskyttet mod SARS-CoV, som ikke var en af de otte betacoronavirus, der var inkorporeret i vaccinen.
Forskerne udførte lignende eksperimenter i ikke-menneskelige primater ved hjælp af mosaik-nanopartikelvaccinen. Igen overlevede dyrene eksponering for SARS-CoV-2 eller SARS-CoV, og de viste lidt eller ingen påviselig infektion.
Nanopartikelbaseret vaccine tilbyder en ny tilgang til COVID-19-immunitet
Arbejder med samarbejdspartnere på Fred Hutchinson Cancer Research Center, fandt Bjorkmans hold, at antistofferne udviklet af ikke-menneskelige primater, når de blev vaccineret, var som reaktion på de mest almindelige elementer i receptorbindende domæner, såsom spikeproteiner. Dette resultat, siger forskerne, tyder på, at mosaikvaccinen kunne være effektiv mod nye varianter af SARS-CoV-2 eller animalske SARS-lignende betacoronavirus.
"Dyr vaccineret med [mosaik] nanopartiklerne fremkaldte antistoffer, der genkendte stort set alle SARS-lignende betacoronavirus-stammer, vi evaluerede," siger førsteforfatter Alexander Cohen i en pressemeddelelse. "Nogle af disse vira kan være relateret til den stamme, der forårsager det næste SARS-lignende betacoronavirus-udbrud, så det, vi virkelig ønsker, ville være noget, der retter sig mod hele denne gruppe af vira. Det tror vi, vi har."
Næste op: kliniske forsøg
Med virkningen af mosaik-nanopartikelvaccinen bekræftet i både laboratorie- og dyreforsøg, forbereder Bjorkman og hendes samarbejdspartnere nu et fase 1 klinisk forsøg for at evaluere vaccinen i mennesker. Forsøget vil inkludere personer, der er blevet vaccineret og/eller tidligere inficeret med SARS-CoV-2. Dyremodelforsøg vil køre parallelt med menneskelige undersøgelser for at sammenligne immunresponser hos dyr, der tidligere er vaccineret med en nuværende COVID-19-vaccine, med responser hos dyr, der ikke har været udsat for virussen eller modtaget en vaccine.
