Szczepionka donosowa SARS-CoV-2 przewyższa istniejące szczepionki w badaniach przedklinicznych

W niedawnym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Mikrobiologia przyrodyW tym badaniu naukowcy ocenili rolę żywej atenuowanej szczepionki (LAV) sCPD9 w indukowaniu ogólnoustrojowej i śluzówkowej odporności na warianty SARS-CoV-2.

pobyt: Żywa atenuowana szczepionka sCPD9 wywołuje u chomików lepszą odporność śluzówkową i ogólnoustrojową na warianty SARS-CoV-2. Źródło zdjęcia: TopMicrobialStock/Shutterstock.com

wstęp

Szczepionki przeciwko koronawirusowi 2019 (COVID-19), podawane obecnie drogą domięśniową, skutecznie stymulują produkcję przeciwciał neutralizujących, ośrodkowych efektorowych i pamięciowych komórek T, germinalnych komórek B, długowiecznych komórek plazmatycznych i rezydujących w nosie komórek CD8+. Komórki T. Szlak domięśniowy jest mniej skuteczny we wzmacnianiu długotrwałych odpowiedzi immunoglobulin A (IgA) i IgG, jak również odpowiedzi komórek pamięci rezydujących w tkance płucnej.

Warto zauważyć, że przeciwciała śluzówkowe są ważne w zmniejszaniu infekcji wirusowej i przenoszenia w miejscu wejścia. Komórki pamięci rezydujące w tkankach mają szybsze reakcje przypominające i mogą wcześniej rozpoznawać podobne antygeny ze względu na ich lokalizację.

o studiowaniu

W tym badaniu naukowcy porównują odpowiedzi immunologiczne i przedkliniczną skuteczność szczepionki mRNA (mRNA) COVID-19 firmy Pfizer-BioNTech BNT162b2 i wektora adenowirusowego Ad2-spike oraz szczepionki LAV sCPD9 u chomików syryjskich.

Oceniono skuteczność i mechanizm działania szczepionek prowokowanych wariantem SARS-CoV-2 Delta. W tym celu chomiki syryjskie otrzymały pojedynczą dawkę szczepionki i zostały poddane ekspozycji na wariant delta SARS-CoV-2 21 dni po szczepieniu, aby ocenić jego skuteczność. Chomikom podano dwie dawki szczepionki w odstępie 21 dni, a następnie zakażono wirusem 14 dni po dawce przypominającej.

Histopatologię wykorzystano do zbadania zakażonych chomików i określenia uszkodzeń płuc wynikających z infekcji. Sekwencjonowanie RNA pojedynczej komórki (scRNA-seq) przeprowadzono na próbkach płuc, aby ustalić związek między poziomami stanu zapalnego a odpowiedziami komórkowymi.

Odpowiedzi humoralne chomików oceniano, analizując surowice pobrane przed i po szczepieniu oraz określając ich zdolność do neutralizacji wariantów SARS-CoV-2 w różnych punktach czasowych.

wyniki

Wszystkie szczepionki chronią chomiki przed utratą masy ciała spowodowaną zakażeniem SARS. Szczepionki nie zapewniały jednak pełnej ochrony przed zakażeniem SARS-CoV-2 delta po podaniu pojedynczej dawki, ponieważ wirusowe RNA wciąż było obecne w drogach oddechowych. Szczepionka sCPD9 była jedyną testowaną szczepionką, która skutecznie obniżyła miana rekombinowanych wirusów do niewykrywalnych poziomów w ciągu 2 dni po prowokacji (dpc).

Ogólna skuteczność szczepionki SARS-CoV-2 została wzmocniona przez pierwotną szczepionkę przypominającą. Pomimo znacznego spadku po początkowym szczepieniu przypominającym, wszystkie grupy wykazywały wykrywalne wirusowe RNA w próbkach jamy ustnej, gardła i płuc. Jednak szczepienie oparte na sCPD9 było bardziej skuteczne w zmniejszaniu poziomu wirusowego RNA.

Zaszczepione zwierzęta wykazywały znaczny spadek poziomów kolb zdolnych do replikacji w swoich płucach 2 dni po prowokacji (dpc). Jedynie szczepionka przypominająca sCPD9 skutecznie zmniejszała proporcje wirusa replikacyjnego poniżej progu wykrywalności, niezależnie od tego, czy cała seria szczepień była heterozygotyczna czy homozygotyczna.

Co więcej, sCPD9 był wysoce skuteczny w zapobieganiu infekcji i zapaleniu płuc po pojedynczym szczepieniu. Zostało to wykazane przez niższe poziomy spójnych obszarów płuc, wraz z niższymi wynikami zapalenia oskrzeli, obrzęku i zapalenia płuc.

Zwierzęta z różnymi schematami szczepień wykazywały bardziej znaczący przerost oskrzeli. Początkowe schematy przypominające wykazywały podobny trend, przy czym szczepionka mRNA wykazała lepsze wyniki histologiczne w przypadku partii homozygotycznej.

Pierwotne szczepienie przypominające homologicznym sCPD9 zapewniło lepszą ochronę płuc przed stanem zapalnym. Zarówno heterozygotyczne, jak i homozygotyczne chomiki zaszczepione sCDP9 wykazały spadek genów związanych z zapaleniem i infekcją w transkryptomie płuc.

Surowice od biorców szczepionki sCPD9 wykazywały wyższą zdolność neutralizacji wobec wariantu SARS-CoV-2 B.1 w porównaniu z innymi grupami. Surowica scPD9 skutecznie neutralizowała warianty Beta i Delta, jak również podszczep Omicron BA.1.

Neutralizacja przeciwko Omicron BA.1 była zmniejszona we wszystkich kohortach, przy czym surowice sCPD9 były związane ze znaczącą neutralizacją. Przeciwciała neutralizujące wzrosły w czasie we wszystkich kohortach o pięć dpc z powodu prowokacji infekcją.

Chomiki, które otrzymały szczepionkę sCPD9 lub szczepionkę mRNA, razem ze szczepieniem podstawowym, wytworzyły więcej przeciwciał neutralizujących niż te, które otrzymały tylko szczepienie podstawowe. Immunizacja przypominająca poprawiła zdolność neutralizującą surowicy dla różnych wariantów, przy czym Omicron BA.1 wykazał najwyższą zdolność unikania neutralizacji spośród testowanych wariantów.

Chomiki szczepione mRNA + sCDP9 i główny wzmacniacz sCDP9 wytworzyły znaczące odpowiedzi przeciwciał IgG przeciwko SARS-CoV-2 spike, białku nukleokapsydu i otwartej ramce odczytu (ORF)-3a. Dla porównania, chomiki immunizowane mRNA wzmocnionym zasadą i Ad2 wykazywały tylko reaktywność IgG przeciwko białku kolca.

wnioski

Wyniki badania dostarczyły porównania szczepionek na różnych platformach, w tym nowego LAV, który zapewnia lepszą ochronę przed zakażeniem SARS-CoV-2 niż inne rodzaje szczepionek przeciwko COVID-19. Co ważne, te odkrycia dotyczące zwiększonej odporności przy heterologicznym szczepieniu pierwotnej dawki przypominającej są zgodne z innymi niedawnymi badaniami z zastosowaniem ogólnoustrojowego startera i donosowej dawki przypominającej z wektorem Ad-2 lub szczepionkami mRNA.

Poziom immunoglobuliny A anty-SARS-CoV-2 w błonie śluzowej nosa jest znacznie wyższy wśród zwierząt zaszczepionych sCPD9. Zwierzęta zaszczepione sCPD9 wykazały znaczną poprawę ochrony przed replikacją wirusa, zapaleniem płuc i uszkodzeniem tkanek. Zwierzęta, które otrzymały sCPD9 miały szersze rozpoznawanie antygenu, prawdopodobnie ze względu na kluczowe cechy LAV.