Projekt szczepionki mRNA SARS-CoV-2 zamkniętej w nanocząsteczkach lipidowych Pobierz kopię PDF Dr Liji Thomas, MD News-Medical.
Net Ponieważ śmiertelność związana z COVID-19 przekracza 1 milion, setki artykułów naukowych opisują skuteczność wielu kandydatów na szczepionki przeciwko wirusowi.
Teraz nowe badanie zaprezentowane na serwerze preprint bioRxiv * w październiku 2020 r.
Opisuje efektywny projekt szczepionki mRNA przeciwko koronawirusowi 2 ciężkiego ostrego zespołu oddechowego (SARS-CoV-2), w oparciu o wykorzystanie domeny wiążącej receptory wirusowe ( RBD) mRNA zamknięte w nanocząstkach lipidowych (LNP).
Jest to nowatorskie podejście do szczepionek mRNA dla każdego wskazania i może przynieść korzyści całej dziedzinie rozwoju szczepionek.
Badanie:
Projekt szczepionki mRNA SARS-CoV-2 RBD z wykorzystaniem nowych jonizowalnych lipidów.
Źródło zdjęcia: Kateryna Kon / Shutterstock Różne typy szczepionek Różne typy szczepionek obejmują inaktywowany / żywy atenuowany wirus, rekombinowany wektor wirusowy, rekombinowane białko, szczepionkę DNA i szczepionkę informacyjnego RNA (mRNA). Wśród nich, szczepionka mRNA stała się zasłużenie popularna, ponieważ opracowano technologię zapewniającą stabilne mRNA, a także doskonałe metody dostarczania szczepionki do komórki gospodarza.
Zalety szczepionek mRNA MRNA jest nie tylko niezakaźne, a przez to bezpieczniejsze, ale także eliminuje potrzebę przedostania się szczepionki do jądra, co jest bardziej skomplikowane. Ponadto wykorzystuje szybki i prosty proces produkcyjny, co jest kluczową zaletą w ostrej sytuacji obecnej pandemii.
W rzeczywistości szczepionka Moderna, oparta na wirusowym mRNA białka wypustek, potrzebowała tylko 66 dni, aby przejść od wyboru sekwencji RNA do pierwszego podania człowiekowi. Jednak wychwyt mRNA jest wyzwaniem, ponieważ prawie każda tkanka w ludzkim ciele zawiera rybonukleazy, które degradują każdy napotkany RNA.
To, w połączeniu z ujemnym ładunkiem mRNA, utrudnia przedostanie się szczepionki do komórki i jej transport przez błonę komórkową, która również jest naładowana ujemnie.
Korzyści z LNP Z tego powodu naukowcy wykorzystali cząsteczkę nośnikową do zachowania mRNA w nienaruszonej formie i promowania jego wchłaniania do komórki.
Taką rolę odgrywają LNP, które są wyrafinowaną formą dostarczania siRNA do organizmu gospodarza bez konieczności stosowania wektora wirusowego.
Po uzyskaniu aprobaty FDA są one obecnie szeroko stosowane do dostarczania mRNA kodującego antygen, zamykania antygenów wirusowych przeciwko HIV, CMV, wściekliźnie i grypie, żeby wymienić tylko kilka.
Typowe LNP składa się z czterech części, jonizowalnego lipidu, który pozwala LNP na samoorganizację, środka stabilizującego (cholesterolu), fosfolipidu, który nadaje stabilność dwuwarstwowej strukturze lipidowej kapsułkującej oraz stabilizującego glikolu polietylenowego zawierającego lipidy (PEG), który sprzyja stabilności.
Pierwsza z nich jest kluczowa dla wewnątrzkomórkowego wejścia mRNA. Jonizowalny lipid zwiększa szybkość enkapsulacji mRNA, zwiększa zakres interakcji między mRNA a błoną komórkową pomimo ujemnego ładunku na obu, a nawet może pomóc w ucieczce endosomalnej, dzięki czemu mRNA wchodzi do cytoplazmy z endosomu, dzięki czemu może zostać przetłumaczony na kodowane białko immunogenne. Dlatego wydaje się, że platforma LNP rozwiązuje problemy związane ze stabilnością i ładunkiem ujemnym mRNA przeznaczonym do użytku wewnątrzkomórkowego.
Struktury chemiczne i właściwości fizykochemiczne projektowanych LNP Panel A: Schematyczne ilustracje struktur projektowanych lipidów.
Panel B: Schematyczna ilustracja syntezy LNP. Panel C: Reprezentatywny rozkład wielkości i wskaźnik polidyspersyjności (PDI) LNP mierzony metodą dynamicznego rozpraszania światła Panel D: Reprezentatywne obrazy TEM LNP # 2. Skala 100 nm.
Testowanie ekspresji lucyferazy i immunogenności Naukowcy, którzy mieli wcześniejsze doświadczenie w opracowywaniu nowych, ulegających jonizacji lipidów, które byłyby przydatne w preparatach LNP do dostarczania siRNA, zbadali potencjalne zastosowanie kilku jonizowalnych lipidów in vivo.
Zidentyfikowali odpowiednie lipidy, które pozwoliłyby mRNA na ucieczkę z przedziału endosomalnego i wejście do cytozolu w celu translacji. Wybrali dwa najpopularniejsze LNP do przetestowania ich receptury szczepionki. Zastosowali wskaźnik lucyferazy, aby zademonstrować wychwyt mRNA, a tym samym ocenić skuteczność preparatu LNP.
Stwierdzono, że dwie wybrane formulacje powodują intensywną i długotrwałą ekspresję lucyferazy, z gwałtownym wzrostem luminescencji po dodaniu lucyferyny. Badacze stwierdzili ograniczoną odpowiedź przeciwciał po jednej immunizacji, ale wyższy poziom odpowiedzi komórkowej skierowanej przeciwko antygenowi lucyferazy. Oba LNP wywołały porównywalną odporność komórkową, ale luminescencja z jednym była bardziej przejściowa niż druga.
Wzorzec ekspresji białka nie pozwala zatem przewidzieć immunogenności cząsteczki. Jest to raczej określane przez skuteczność wychwytu antygenu przez komórki prezentujące antygen (APC), które dostarczają go do limfocytów w węźle chłonnym. Spowoduje to aktywację komórek T i produkcję mediatorów odpornościowych. W obecnym eksperymencie odpowiedź immunologiczna okazała się silna ze względu na tkankę i rozmieszczenie komórek ulegającego ekspresji.
Konieczne są dalsze badania w celu zbadania, w jaki sposób białko lucyferazy ulega ekspresji w różnych tkankach i narządach. Solidna odporność dzięki szczepionce LNP-RBD mRNA Korzystając z modelu mysiego, porównali odpowiedź immunologiczną po inokulacji domięśniowej lub śródskórnej z mRNA RBD i mRNA LNP-RBD. Pierwsza była nieskuteczna.
W przypadku drugiego, sama dawka pierwotna wywołała ograniczoną odpowiedź humoralną, ale znaczną odporność komórkową, zwłaszcza przy podaniu domięśniowym.
Jednak w schemacie szczepienia pierwotnego - przypominającego, szczepionka wywołała silną odpowiedź immunologiczną z wysokim poziomem przeciwciał neutralizujących i odpowiedzią komórkową o skośnym układzie Th1.
Ponownie, jeden z dwóch testowanych preparatów wykazał zwiększoną immunogenność po podaniu śródskórnym, być może dlatego, że może aktywować APC zarówno po podaniu śródskórnym, jak i domięśniowym. Drugi ma znaczącą immunogenność tylko drogą domięśniową. Implikacje i przyszłe badania Odkrycia te mogą wskazywać na znaczenie drogi podania przy ocenie skuteczności szczepionki dla przyszłych eksperymentów.
Formulacja LNP-RBD była ewidentnie lepsza od rekombinowanego spike'a lub RBD, przy zastosowaniu schematu podstawowego-przypominającego.
Mimo że ta ostatnia indukowała porównywalne miana przeciwciał neutralizujących, odpowiedź komórkowa była wyraźnie brakująca w porównaniu ze szczepionką LNP RBD mRNA.
Wyjaśnia to fakt, że rekombinowane białko musi zostać pobrane przez APC, aby wystąpiła odpowiedź immunologiczna. Jednak ekspresja antygenu wewnątrzkomórkowego, która nieuchronnie następuje po wejściu mRNA do komórki, oznacza, że prezentacja epitopów przez MHC klasy I wynika z podania szczepionki, która uruchamia cytotoksyczne komórki T i komórki Th.
Obecność dwóch komplementarnych podzbiorów aktywowanych komórek T skutkuje silną i trwałą odpowiedzią immunologiczną, zarówno za pośrednictwem przeciwciał, jak i komórek, po szczepieniu mRNA LNP RBD. Wreszcie, obawa, że szczepienie może wywołać wzmocnienie zależne od przeciwciał (ADE) i nasiloną chorobę układu oddechowego związaną ze szczepionką (VAERD), a tym samym być raczej szkodliwe niż pomocne dla pacjenta, jest łagodzone przez wystąpienie Th1- zamiast Th2- stronnicza odpowiedź.
Konieczne są badania w celu zbadania roli, jaką odgrywają właściwości fizyczne i chemiczne lipidów stosowanych w LNP, które mogą stanowić wskazówkę dla składu przyszłych szczepionek mRNA na bazie LNP.
Wykazanie silnej odpowiedzi immunologicznej wskazuje na obiecujące podejście do opracowywania szczepionek. *Ważna uwaga bioRxiv publikuje wstępne raporty naukowe, które nie są recenzowane, a zatem nie powinny być traktowane jako rozstrzygające, kierujące praktyką kliniczną / zachowaniami zdrowotnymi ani traktowane jako ustalone informacje. Odniesienie do czasopisma: Elia, U. i in. (2020).
Projekt szczepionki mRNA SARS-CoV-2 RBD z wykorzystaniem nowych jonizowalnych lipidów. bioRxiv preprint.
doi: https://doi.org/10.1101/2020.10.15.341537. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.10.15.341537v1
https://doi.org/10.1101/2020.10.15.341537. https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2020.10.15.341537v1
Written by Dr. Liji Thomas
Dr Liji Thomas jest położnikiem położniczym, który ukończył Government Medical College, University of Calicut, Kerala w 2001 roku. Liji przez kilka lat po ukończeniu studiów przez kilka lat wykonywała zawód konsultanta w zakresie położnictwa / ginekologii w prywatnym szpitalu. .
Doradzała setkom pacjentek borykających się z problemami związanymi z ciążą i niepłodnością i odpowiadała za ponad 2000 porodów, starając się zawsze osiągnąć normalny poród, a nie operację.
https://www.news-medical.net/news/20201019/Design-of-an-mRNA-SARS-CoV-2-vaccine-encapsulated-in-lipid-nanoparticles.aspx
Brak komentarzy:
Prześlij komentarz