Particulele de ADN care imită virusurile, promițătoare ca vaccinuri

Particulele de ADN care imită virusurile, promițătoare ca vaccinuri
februarie 09 11:03 2024
Articol scris de:
Timp citire articol: 6 minut(e)

Folosind o schemă pe bază de ADN care poartă proteine virale, cercetătorii au creat un vaccin care provoacă un răspuns puternic al anticorpilor împotriva SARS-CoV-2, virusul care provoacă Covid-19.

Universitățile MIT și Harvard au creat un vaccin care poate induce un răspuns puternic al anticorpilor împotriva SARS-CoV-2, utilizând o particulă virală de transmitere a virusului făcută din ADN.

Vaccinul, care a fost testat pe șoareci, constă într-o schemă de ADN care poartă mai multe copii ale unui antigen viral.

Acest tip de vaccin, cunoscut sub numele de vaccin cu particule, imită structura unui virus.

Majoritatea lucrărilor anterioare privind vaccinurile cu particule s-au bazat pe scheletele proteice, dar proteinele utilizate în aceste vaccinuri tind să genereze un răspuns imunitar inutil care poate distrage atenția sistemului imunitar de la țintă.

În studiul efectuat pe șoareci, cercetătorii au descoperit că platforma de ADN nu induce un răspuns imunitar, permițând sistemului imunitar să-și concentreze răspunsul anticorpilor asupra antigenului țintă.

„Am constatat în această lucrare, că ADN-ul nu provoacă anticorpi care ar putea distrage atenția de la proteina de interes”, spune Mark Bathe, profesor de inginerie biologică la MIT.

Celulele B și sistemul imunitar sunt complet antrenate de acest antigen țintă ceea ce face ca sistemul imunitar să fie concentrat pe antigenul de interes.

Această abordare, care stimulează puternic celulele B (celulele care produc anticorpi), ar putea facilita dezvoltarea de vaccinuri împotriva virusurilor care au fost dificil de țintit, inclusiv HIV și gripa, precum și SARS-CoV-2, spun cercetătorii.

Spre deosebire de celulele T, care sunt stimulate de alte tipuri de vaccinuri, aceste celule B pot persista timp de zeci de ani, oferind protecție pe termen lung.

Oamenii de știință sunt acum interesați să vadă dacă pot învăța sistemul imunitar să ofere niveluri mai ridicate de imunitate împotriva agenților patogeni care rezistă la abordările convenționale de vaccinare, cum ar fi gripa, HIV și SARS-CoV-2.

„Această idee de decuplare a răspunsului împotriva antigenului țintă de platforma în sine este un truc imunologic potențial puternic pe care îl putem folosi acum pentru a ajuta aceste decizii de direcționare imunologică să se îndrepte într-o direcție mai bine focalizată”, spune Daniel Lingwood, profesor asociat la facultatea de medicină a universității Harvard și cercetător principal la Institutul Ragon.

Cercetarea a fost publicată marți în revista Nature Communications.

Imitarea virusurilor

Vaccinurile cu particule constau, de obicei, dintr-o nanoparticulă proteică, cu o structură similară cu cea a unui virus, care poate transporta mai multe copii ale unui antigen viral.

Această densitate mare de antigene poate duce la un răspuns imunitar mai puternic decât vaccinurile tradiționale, deoarece organismul le vede ca fiind similare cu un virus real.

Vaccinurile cu particule au fost dezvoltate pentru o mică parte dintre agenții patogeni, inclusiv hepatita B și virusul papiloma uman, iar un vaccin cu particule pentru SARS-CoV-2 a fost aprobat pentru utilizare în Coreea de Sud.

Aceste vaccinuri sunt deosebit de bune la activarea celulelor B, care produc anticorpi specifici antigenului vaccinal.

„Vaccinurile cu particule sunt de mare interes pentru mulți dintre cei din imunologie, deoarece acestea oferă o imunitate umorală robustă, care este o imunitate bazată pe anticorpi, și se diferențiază de imunitatea bazată pe celule T pe care vaccinurile cu ARN mesager (ARNm) par să o provoace mai puternic”, scriu autorii în studiul lor.

Cu toate acestea, un potențial dezavantaj al acestui tip de vaccin este faptul că proteinele utilizate pentru platforma de vaccinare stimulează adesea organismul să producă anticorpi care vizează platforma, ceea ce poate distrage atenția sistemului imunitar și îl poate împiedica să lanseze un răspuns atât de puternic pe cât s-ar dori.

„Pentru a neutraliza virusul SARS-CoV-2, este nevoie de un vaccin care să genereze anticorpi îndreptați spre porțiunea domeniului de legare a receptorului din proteina spike a virusului”, explică prof Bathe.

„Când afișezi asta pe o particulă pe bază de proteină, se întâmplă că sistemul imunitar recunoaște nu numai acea proteină a domeniului de legare a receptorului, ci și toate celelalte proteine care sunt irelevante pentru răspunsul imunitar pe care încerci să îl declanșezi”.

Un alt dezavantaj potențial este că, dacă aceeași persoană primește mai mult de un vaccin purtat de aceeași schemă proteică, de exemplu, SARS-CoV-2 și apoi gripă, sistemul său imunitar ar răspunde probabil imediat la schemă proteică, fiind deja pregătit să reacționeze la aceasta.

Acest lucru ar putea slăbi răspunsul imunitar la antigenul purtat de cel de-al doilea vaccin.

„Dacă dorim să aplicăm acea particulă bazată pe proteine pentru a imuniza împotriva unui virus diferit, cum ar fi gripa, atunci sistemul imunitar poate fi dependent de platforma proteică de bază pe care l-a văzut deja și față de care a dezvoltat un răspuns imunitar”, explică Bathe.

Asta poate diminua ipotetic calitatea răspunsului anticorpilor pentru antigenul real de interes.

Ca o alternativă, laboratorul lui Bathe a dezvoltat scheletele realizate cu ajutorul ADN origami, o metodă care oferă un control precis asupra structurii ADN-ului sintetic și permite cercetătorilor să atașeze o varietate de molecule, cum ar fi antigenii virali, în locuri specifice.

Într-un studiu din 2020, Bathe și Darrell Irvine, profesor de inginerie biologică și de știința și ingineria materialelor la MIT, au arătat că o platformă ADN care poartă 30 de copii ale unui antigen HIV ar putea genera un răspuns puternic al anticorpilor în celulele B cultivate în laborator.

Acest tip de structură este optimă pentru activarea celulelor B, deoarece imită îndeaproape structura virusurilor de dimensiuni nanometrice, care prezintă multe copii ale proteinelor virale pe suprafețele lor.

„Această abordare se bazează pe un principiu fundamental în recunoașterea antigenului de către celulele B, și anume că, dacă avem o afișare a configurației antigenului, aceasta promovează răspunsurile celulelor B și oferă o cantitate și o calitate mai bună a producției de anticorpi”, spune Lingwood.

„Tăcut” din punct de vedere imunologic

În noul studiu, cercetătorii au înlocuit un antigen constând în proteina de legare a receptorului de proteina spike din tulpina originală a SARS-CoV-2.

Când au administrat vaccinul la șoareci, au constatat că aceștia au generat niveluri ridicate de anticorpi împotriva proteinei spike, dar nu au generat niciunul împotriva splatformei ADN.

În schimb, un vaccin bazat pe platformă ce conține o proteină numită feritină, acoperită cu antigeni SARS-CoV-2, a generat mulți anticorpi împotriva feritinei, precum și împotriva SARS-CoV-2.

Nanoparticula de ADN în sine este tăcută din punct de vedere imunogen”, spune Lingwood.

Dacă folosim o platformă bazată pe proteine, obținem răspunsuri la fel de ridicate la un titru mai mare de anticorpi, atât la platformă și la antigenul de interes, iar acest lucru poate complica utilizarea repetată a platformei respective, deoarece se poate dezvolta o memorie imunitară de mare afinitate împotriva acesteia”, notează el.

Reducerea acestor efecte în afara țintei ar putea, de asemenea, să îi ajute pe oamenii de știință să atingă obiectivul de a dezvolta un vaccin care să inducă anticorpi cu arie largă de neutralizare împotriva oricărei variante de SARS-CoV-2 sau chiar împotriva tuturor sarbecovirusurilor, subgenul de virus care include SARS-CoV-2, precum și virusurile care provoacă SARS și MERS.

În acest scop, cercetătorii explorează acum dacă o platformă de ADN cu mai multe antigene virale diferite atașate ar putea induce anticorpi neutralizanți cu arie largă împotriva SARS-CoV-2 și a virusurilor înrudite.

scrie un comentariu

0 Comentarii

Adaugă un comentariu