Vaccin universal împotriva coronavirusurilor: o singură doză oferă protecţie extinsă. O nouă strategie elimină stratul de zaharuri care ascund virusurile de sistemul imunitar şi declanşează un răspuns imunitar puternic împotriva mai multor tulpini de coronavirus.
Virusuri precum SARS-CoV-2 folosesc molecule de zahăr pentru a se ascunde de sistemul imunitar, însă cercetători de la Scripps Research au dezvoltat un vaccin universal împotriva coronavirusurilor care îndepărtează aceste zaharuri şi expune o porţiune stabilă şi rar mutagenă a proteinei spike.
Această abordare a generat răspunsuri imune puternice în studiile pe animale şi s-a dovedit promiţătoare în neutralizarea mai multor coronavirusuri, inclusiv cele care cauzează Covid-19, MERS şi răceala comună.
Cum se ascund virusurile sub aceste „scuturi dulci”
Coronavirusurile, inclusiv SARS-CoV-2, folosesc molecule de zahăr (glicani) de pe suprafaţa lor pentru a se proteja de recunoaşterea de către sistemul imunitar. Noul vaccin dezvoltat vizează atât virusurile, cât şi aceste molecule de zahăr.
În studiile preclinice, vaccinul a îndepărtat glicanii dintr-o regiune stabilă a proteinei spike, permiţând sistemului imunitar să genereze anticorpi eficienţi care pot neutraliza virusul.
Profesorul Chi-Huey Wong, cercetător chimist la Scripps Research, va prezenta rezultatele echipei sale la Conferinţa de Primăvară a Societăţii Americane de Chimie (ACS Spring 2025), care se desfăşoară în San Diego, California, între 23-27 martie.
O singură doză, protecţie extinsă
Prof. Wong explică faptul că obiectivul este crearea unui vaccin care să ofere protecţie împotriva mai multor coronavirusuri, reducând astfel nevoia de doze de rapel frecvente.
Un studiu clinic de fază I, condus de Rock Biotherapeutics, a încheiat deja procesul de recrutare şi administrare a dozei. Rezultatele vor fi prezentate în cadrul aceleiaşi conferinţe.
„Pentru multe vaccinuri, cum ar fi cele împotriva variolei sau tetanosului, e suficientă o singură doză. În schimb, pentru gripă, trebuie să ne vaccinăm anual,” spune prof. Wong.
SARS-CoV-2 a suferit un număr extraordinar de mutaţii, mai ales în domeniul de legare de receptor al proteinei spike, ceea ce a determinat actualizări frecvente ale vaccinului.
Ţintirea unei regiuni puţin susceptibile la mutaţii
Echipa a decis să direcţioneze vaccinul către regiunea tulpinii proteinei spike – o zonă relativ stabilă, dar mascată de lanţuri de glicani proveniţi din celulele gazdă. Acest strat de zahăr împiedică anticorpii să recunoască şi să neutralizeze virusul.
Cercetătorii au conceput un vaccin „cu conţinut redus de zahăr”, care elimină aceşti glicani prin digestie enzimatică şi stimulează sistemul imunitar să producă anticorpi specifici pentru acea regiune conservată a proteinei spike.
Rezultate promiţătoare în testele pe animale
În testele pe hamsteri şi şoareci, vaccinul universal a indus o gamă mai largă de anticorpi cu titruri mai ridicate (concentraţii mai mari în sânge) decât vaccinurile individuale dezvoltate împotriva variantelor SARS-CoV sau MERS-CoV. Acest lucru a crescut eficienţa şi sfera de protecţie a vaccinului.
Prof. Wong afirmă că vaccinul ar putea oferi protecţie şi împotriva coronavirusurilor care produc forme de gripă sau banala răceală.
Următorul pas: vaccinuri pentru cancer
Pe lângă aplicaţiile antivirale, echipa lui Wong foloseşte aceeaşi tehnologie pentru a dezvolta vaccinuri destinate tratamentului unor tipuri de cancer.
Recent, au publicat două studii în Journal of the American Chemical Society, privind glicanii prezenţi pe celulele tumorale şi enzimele implicate în sinteza acestora.
Academia Sinica a finanţat studiul.
Conferinţă: ACS Spring 2025
Titlul prezentării: Dezvoltarea de vaccinuri universale cu conţinut scăzut de zahăr şi anticorpi glicoingineriţi cu eficienţă sporită prin mecanisme Fc*
Rezumat:
Glicozilarea este un proces biologic esenţial care influenţează structura şi funcţia biomoleculelor. Majoritatea virusurilor umane utilizează mecanismele de glicozilare ale gazdei pentru a-şi forma un „înveliş” de zahăr, esenţial pentru ciclul lor de viaţă. S-a observat că principalii epitopi imunogeni ai virusurilor gripale şi SARS-CoV-2 sunt puternic glicozilate, în special în regiunile conservate, facilitând astfel infecţia şi evadarea de sub răspunsul imun. Eliminarea acestui „înveliş” a permis expunerea epitopilor conservanţi şi a condus la un răspuns imun umoral şi celular mai amplu şi mai eficient. În plus, anticorpii generaţi de aceste vaccinuri au avut o diversitate şi un titru mai mari, iar modificările glicozilării Fc au îmbunătăţit capacitatea de distrugere a celulelor infectate.
*Distrugerea mediată prin regiunea Fc se referă la procese ale sistemului imunitar în care anticorpii, prin intermediul regiunii Fc (partea „terminală” a anticorpului), declanşează distrugerea celulelor infectate sau anormale. Acest mecanism joacă un rol esenţial în apărarea organismului împotriva infecţiilor şi a cancerului.
Anticorpii au două componente principale:
- Regiunea Fab: se leagă de ţintă (cum ar fi un virus sau o bacterie)
- Regiunea Fc: interacţionează cu celulele şi moleculele sistemului imunitar
Ce face distrugerea mediată prin regiunea Fc?
Când partea Fab a unui anticorp se leagă de un agent patogen sau de o celulă infectată, regiunea Fc recrutează celule ale sistemului imunitar care pot distruge acea ţintă. Acest lucru se poate produce prin mai multe mecanisme:
a) Citotoxicitate celulară dependentă de anticorpi (ADCC):
Celulele Natural Killer (NK) recunosc şi se leagă de regiunea Fc a anticorpilor prinşi de celulele infectate.
Celulele NK eliberează apoi granule toxice care distrug celula infectată.
b) Fagocitoză celulară dependentă de anticorpi (ADCP):
Macrofagele sau neutrofilele se leagă de regiunea Fc a anticorpilor care acoperă un agent patogen.
Ele înglobează (fagocitează) şi digeră agentul patogen.
c) Activarea complementului:
Regiunea Fc poate activa sistemul complement — o cascadă de proteine care amplifică inflamaţia şi distruge direct agenţii patogeni.
De ce este importantă distrugerea mediată prin regiunea Fc în cazul vaccinurilor?
Unele vaccinuri avansate sunt concepute nu doar pentru a produce anticorpi care blochează infecţia (anticorpi neutralizanţi), ci şi pentru a intensifica funcţiile mediate prin regiunea Fc, făcând răspunsul imunitar mai eficient în eliminarea ameninţărilor.
Modificarea regiunii Fc (numită glicoinginerie) poate spori eficienţa acestor mecanisme.
Îndepărtarea glicanilor (albastru închis pe ilustraţia din stânga) din proteina de vârf (spike) a unui coronavirus duce la creşterea eficacităţii vaccinului. Credit: Lorenzo Casalino, Societatea Americană pentru Chimie, ACS Spring 2025
