Etter hvert som viruset som forårsaker COVID-19 utvikler seg og sprer seg, fortsetter forskere og klinikere å utvikle innovative måter å bekjempe SARS-CoV-2 ved å designe vaksiner og terapi. I en fersk studie publisert i Vitenskap, presenterer forskere en vaksine som, hos dyr, beskytter mot en rekke betacoronavirus – en familie av virus som inkluderer de som forårsaker SARS, MERS og COVID-19-pandemiene.
Studien ble ledet av en California Institute of Technology forskerteam ledet av Pamela Bjorkman. Bjorkman sier at det er viktig å designe en vaksine med bred beskyttelse mot flere virus, med tanke på at flere SARS-lignende virus har dukket opp de siste to tiårene.
"Vi kan ikke forutsi hvilket virus eller hvilke virus blant det store antallet dyr som vil utvikle seg i fremtiden for å infisere mennesker for å forårsake en ny epidemi eller pandemi," sier Bjorkman i en pressemelding fra Caltech. "Det vi prøver å gjøre er å lage en alt-i-ett-vaksine som beskytter mot SARS-lignende betacoronavirus uavhengig av hvilke dyrevirus som kan utvikle seg for å tillate menneskelig infeksjon og spredning. Denne typen vaksine vil også beskytte mot nåværende og fremtidige SARS-CoV-2-varianter uten behov for oppdatering."
Mosaikkvaksine gir bred beskyttelse
Bjorkmans team designet en nanopartikkelvaksine bestående av piggproteinfragmenter fra åtte SARS-lignende betacoronavirus, ved å bruke vaksineteknologi som opprinnelig ble utviklet av samarbeidspartnere ved University of Oxford. I teorien, når et immunsystem blir utsatt for piggproteinfragmenter festet til denne såkalte "mosaikk" nanopartikkelvaksinen, vil det produsere et bredt spekter av antistoffer som reagerer på alle virus som er representert i vaksinen.
Forskerne utførte eksperimenter på mus som er genetisk konstruert for å uttrykke den menneskelige ACE2-reseptoren, som brukes av SARS-CoV-2 og relaterte virus for å komme inn i celler ved infeksjon. De fant at dyr inokulert med mosaikk-nanopartikkelvaksinen produserte antistoffer mot alle virus med fragmenter i vaksinen.
Mus som fikk en vaksine som inneholdt en nanopartikkel uten piggproteinfragmenter, overlevde ikke infeksjon med SARS-CoV-2 eller SARS-CoV (som forårsaket den opprinnelige SARS-pandemien på begynnelsen av 2000-tallet). De som ble inokulert med en nanopartikkel kun belagt med SARS-CoV-2 spikeproteinfragmenter, overlevde bare eksponering for SARS-CoV-2. Mus vaksinert med mosaikknanopartikkelen overlevde imidlertid ikke bare eksponering for SARS-CoV-2, men ble også beskyttet mot SARS-CoV, som ikke var et av de åtte betacoronavirusene som ble inkorporert i vaksinen.
Forskerne utførte lignende eksperimenter på ikke-menneskelige primater ved bruk av mosaikknanopartikkelvaksinen. Igjen overlevde dyrene eksponering for SARS-CoV-2 eller SARS-CoV, og de viste liten eller ingen påvisbar infeksjon.
Nanopartikkelbasert vaksine tilbyr ny tilnærming til COVID-19-immunitet
Arbeide med samarbeidspartnere på Fred Hutchinson kreftforskningssenter, fant Bjorkmans team at antistoffene utviklet av ikke-menneskelige primater når de ble vaksinert var som respons på de vanligste elementene i reseptorbindende domener, for eksempel piggproteiner. Dette resultatet, sier forskerne, antyder at mosaikkvaksinen kan være effektiv mot nye varianter av SARS-CoV-2 eller SARS-lignende betacoronavirus fra dyr.
"Dyr vaksinert med [mosaikk] nanopartikler fremkalte antistoffer som gjenkjente praktisk talt alle SARS-lignende betacoronavirus-stammer vi evaluerte," sier førsteforfatter Alexander Cohen i en pressemelding. "Noen av disse virusene kan være relatert til stammen som forårsaker det neste SARS-lignende betacoronavirus-utbruddet, så det vi virkelig ønsker er noe som retter seg mot hele denne gruppen av virus. Det tror vi at vi har.»
Neste opp: kliniske studier
Med effekten av mosaikknanopartikkelvaksinen bekreftet i både laboratorie- og dyrestudier, forbereder Bjorkman og hennes samarbeidspartnere nå en fase 1 klinisk studie for å evaluere vaksinen på mennesker. Forsøket vil registrere personer som er vaksinert og/eller tidligere infisert med SARS-CoV-2. Dyremodelleksperimenter vil kjøre parallelt med menneskelige studier for å sammenligne immunresponser hos dyr som tidligere er vaksinert med en gjeldende COVID-19-vaksine, med responser hos dyr som ikke har blitt eksponert for viruset eller mottatt en vaksine.
