Vakcíny tvořené nanočásticemi samosestavujících se (self-assembly) proteinů představují zajímavou možnost prezentace multivalentních antigenů. Jedním z takových proteinů je i ferritin, sloužící jako zásobárna železa téměř u všech organismů. Ferritin se skládá do sférické částice tvořené 24 podjednotkami a jeho trojčetná symetrie se přímo nabízí k vystavování trimerních glykoproteinů, jako je např. spike protein viru SARS-CoV-2.
Ferritin byl v preklinických zkouškách hodnocen jako platforma pro vakcínu proti několika patogenům, např. viru lymeské borreliózy, respiračnímu syncitiálnímu viru (RSV), viru Epsteina a Barrové (EBV) nebo chřipky. Vakcína proti několika chřipkovým kmenům současně se ukázala jako potentní a postoupila do klinických hodnocení fáze I.
Vědci z Výzkumného ústavu Waltera Reeda americké armády (WRAIR) vyvinuli nanočásticovou ferritinovou vakcínu SpFN (SARS-CoV-2 spike protein ferritin nanoparticle vaccine), a to ve formě rekombinantní fúze ferritinu s ektodoménou proteinu spike. Vakcína je formulovaná s liposomálním adjuvans a v pilotních testech na myších dosahovala potentní imunogenity a navozovala ochranu před infekcí SARS-CoV-2.
Na základě těchto výsledků byla vakcína podána 32 makakům rhesus v dávce 50 nebo 5 μg, a to buď v 1 dávce, nebo ve 2 s odstupem 4 týdnů, vždy 4 týdny před infekcí virem SARS-CoV-2 (intranazální a intratracheální podání 50% infekční dávky z tkáňové kultury).
U makaků se po vakcinaci vytvořily neutralizační protilátky ve vysokých titrech, které byly v in vitro testech schopny neutralizovat jak původní kmen viru, tak i varianty alfa, beta, gamma a delta. Získané protilátky byly schopné neutralizovat také virus SARS-CoV-1. Po podání 2 dávek vakcíny byla neutralizační aktivita přibližně 10× větší než aktivita rekonvalescentního séra.
Vzhledem k tomu, že průběh onemocnění COVID-19 je u makaků mírný a neodpovídá těžké pneumonii, často pozorované u lidí, byla protektivní účinnost hodnocena virologicky a patologicky. Podání vakcíny signifikantně snižovalo virovou nálož. U kontrolních zvířat dosahovala koncentrace virů schopných replikace v tekutině z bronchoalveolární laváže druhý den po infekci 106 kopií/ml, zatímco u zvířat očkovaných dvěma dávkami 50 μg vakcíny nebyl virus schopný replikace vůbec detekovatelný. Čtvrtý den po infekci nebyl virus detekovatelný ani u zvířat očkovaných nižší dávkou vakcíny.
Vzorky plicní tkáně ukázaly u kontrolních zvířat středně těžkou multifokální intersticiální pneumonii 7. den po infekci koronavirem. U očkovaných zvířat intersticiální pneumonie nebyla pozorována.
Imunitní odpověď vyvolaná vakcínou SpFN vedla k robustní a rychlé redukci viru schopného replikace v horních i dolních cestách dýchacích pokusných zvířat a k prevenci plicní patologie po nákaze virem SARS-CoV-2. Rychlá eliminace viru z horních cest dýchacích by u očkovaných mohla potenciálně bránit přenosu viru. Vakcína SpFN je nyní v I. fázi klinického hodnocení, jehož výsledky by měly být v krátké době k dispozici.
(este)
Zdroje:
1. Joyce M. G., King H. A. D., Elakhal-Naouar I. et al. A SARS-CoV-2 ferritin nanoparticle vaccine elicits protective immune responses in nonhuman primates. Sci Transl Med 2021 Dec 16: eabi5735, doi: 10.1126/scitranslmed.abi5735 [Epub ahead of print].
2. Joyce M. G., Chen W. H., Sankhala R. S. et al. SARS-CoV-2 ferritin nanoparticle vaccines elicit broad SARS coronavirus immunogenicity. Cell Rep 2021 Dec 21; 37 (12): 110143, doi: 10.1016/j.celrep.2021.110143.
3. CDC. SARS-CoV-2 variant classifications and definitions. Centers for Disease Control and Prevention, 2021 Dec 1. Dostupné na: www.cdc.gov/coronavirus/2019-ncov/variants/variant-classifications.html
