Terwijl het virus dat COVID-19 veroorzaakt zich ontwikkelt en verspreidt, blijven wetenschappers en artsen innovatieve manieren ontwikkelen om SARS-CoV-2 te bestrijden door vaccins en therapieën te ontwerpen. Uit een recente studie gepubliceerd in Wetenschappresenteren onderzoekers een vaccin dat bij dieren beschermt tegen een verscheidenheid aan bètacoronavirussen – een familie van virussen waartoe ook de virussen behoren die de SARS-, MERS- en COVID-19-pandemie veroorzaken.
Het onderzoek werd geleid door A California Institute of Technology onderzoeksteam onder leiding van Pamela Björkman. Bjorkman zegt dat het ontwerpen van een vaccin met brede bescherming tegen verschillende virussen belangrijk is, gezien het feit dat er de afgelopen twintig jaar verschillende SARS-achtige virussen zijn opgedoken.
“We kunnen niet voorspellen welk virus of welke virussen onder de grote aantallen dieren in de toekomst zullen evolueren om mensen te infecteren en een nieuwe epidemie of pandemie te veroorzaken”, zegt Bjorkman in een persbericht van Caltech. “Wat we proberen te doen is een alles-in-één vaccin maken dat beschermt tegen SARS-achtige betacoronavirussen, ongeacht welke dierlijke virussen zich kunnen ontwikkelen om menselijke infectie en verspreiding mogelijk te maken. Dit soort vaccin zou ook beschermen tegen huidige en toekomstige SARS-CoV-2-varianten zonder dat er updates nodig zijn.”
Mozaïekvaccin biedt brede bescherming
Het team van Bjorkman ontwierp een vaccin met nanodeeltjes dat bestaat uit eiwitfragmenten van acht SARS-achtige betacoronavirussen, met behulp van vaccintechnologie die aanvankelijk was ontwikkeld door medewerkers van het Universiteit van Oxford. Wanneer een immuunsysteem wordt blootgesteld aan eiwitfragmenten die aan dit zogenaamde “mozaïek” nanodeeltjesvaccin zijn gehecht, zal het in theorie een breed spectrum aan antilichamen produceren die reageren op alle virussen die in het vaccin voorkomen.
De onderzoekers voerden experimenten uit met muizen die genetisch gemanipuleerd waren om de menselijke ACE2-receptor tot expressie te brengen, die door SARS-CoV-2 en verwante virussen wordt gebruikt om bij infectie cellen binnen te dringen. Ze ontdekten dat dieren die waren ingeënt met het mozaïek-nanodeeltjesvaccin antilichamen produceerden tegen alle virussen met fragmenten in het vaccin.
Muizen die een vaccin kregen dat een nanodeeltje zonder spike-eiwitfragmenten bevatte, overleefden de infectie met SARS-CoV-2 of SARS-CoV (die begin jaren 2000 de oorspronkelijke SARS-pandemie veroorzaakte) niet. Degenen die waren ingeënt met een nanodeeltje dat alleen was gecoat met SARS-CoV-2-spike-eiwitfragmenten overleefden alleen de blootstelling aan SARS-CoV-2. Muizen die waren gevaccineerd met het mozaïeknanodeeltje overleefden echter niet alleen de blootstelling aan SARS-CoV-2, maar werden ook beschermd tegen SARS-CoV, dat niet een van de acht bètacoronavirussen was die in het vaccin waren verwerkt.
De onderzoekers voerden soortgelijke experimenten uit bij niet-menselijke primaten met behulp van het mozaïek-nanodeeltjesvaccin. Opnieuw overleefden de dieren de blootstelling aan SARS-CoV-2 of SARS-CoV en vertoonden ze weinig tot geen detecteerbare infectie.
Op nanodeeltjes gebaseerd vaccin biedt een nieuwe benadering van de immuniteit tegen COVID-19
Samenwerken met medewerkers van de Fred Hutchinson Cancer Research Centerontdekte het team van Bjorkman dat de antilichamen die door niet-menselijke primaten werden ontwikkeld toen ze werden gevaccineerd, een reactie waren op de meest voorkomende elementen van receptorbindende domeinen, zoals piekeiwitten. Dit resultaat suggereert volgens de onderzoekers dat het mozaïekvaccin effectief zou kunnen zijn tegen nieuwe varianten van SARS-CoV-2 of dierlijke SARS-achtige betacoronavirussen.
“Dieren die waren gevaccineerd met de [mozaïek] nanodeeltjes wekten antilichamen op die vrijwel elke SARS-achtige betacoronavirusstam herkenden die we hebben geëvalueerd”, zegt de eerste auteur Alexander Cohen in een persverklaring. “Sommige van deze virussen kunnen verband houden met de stam die de volgende uitbraak van het SARS-achtige betacoronavirus veroorzaakt, dus wat we echt willen is iets dat zich op deze hele groep virussen richt. Wij geloven dat we dat hebben.”
Volgende: klinische onderzoeken
Nu de werkzaamheid van het mozaïek-nanodeeltjesvaccin is bewezen in zowel laboratorium- als dierstudies, bereiden Bjorkman en haar medewerkers nu een klinische fase 1-studie voor om het vaccin bij mensen te evalueren. Aan de proef zullen mensen deelnemen die zijn gevaccineerd en/of eerder besmet met SARS-CoV-2. Experimenten met diermodellen zullen parallel lopen met studies bij mensen om de immuunreacties bij dieren die eerder zijn gevaccineerd met een huidig COVID-19-vaccin te vergelijken met de reacties bij dieren die niet zijn blootgesteld aan het virus of geen vaccin hebben gekregen.
