Найден ключевой ингредиент для новой вакцины-кандидата от COVID-19

Наноинженеры из Калифорнийского университета в Сан-Диего разработали вакцины-кандидаты от COVID-19, которые выдерживают жар. Их ключевые ингредиенты - вирусы растений или бактерий.

Вакцины подробно описаны в статье, опубликованной в the Journal of the American Chemical Society.

В статье говорится, что у мышей вакцины-кандидаты вызвали высокую выработку нейтрализующих антител против SARS-CoV-2, вируса, вызывающего COVID-19. Если они окажутся безопасными и эффективными для людей, вакцины могут кардинально изменить правила игры для глобального распространения, в том числе в сельских районах или общинах с ограниченными ресурсами.

«Что интересно в нашей технологии вакцины, так это ее термостойкость, поэтому она может легко добраться до мест, где установка морозильных камер со сверхнизкой температурой или перемещение грузовиков с этими морозильными камерами будет невозможным», - сказала Николь Стейнмец, специалист профессор наноинженерии и директор Центра наноиммуноинжиниринга инженерной школы Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобс.

Исследователи создали две вакцины-кандидаты от COVID-19. Одна вакцина сделана из вируса растения, называемого вирусом мозаики вигны, другая - из бактериального вируса или бактериофага, называемого Q бета.

Обе вакцины были изготовлены по аналогичным рецептам. Исследователи использовали растения вигны гороха и бактерии E. coli, чтобы вырастить миллионы копий растительного вируса и бактериофага, соответственно, в форме шарообразных наночастиц.

Исследователи собрали эти наночастицы, а затем прикрепили к поверхности небольшой кусочек шипованного белка SARS-CoV-2. Готовые продукты выглядят как инфекционные вирусы, поэтому иммунная система может их распознать, но они не заразны для животных и людей. Небольшой кусок белка-шипа, прикрепленный к поверхности, - это то, что стимулирует организм к выработке иммунного ответа против коронавируса.

Ученые отмечают несколько преимуществ использования вирусов растений и бактериофагов для создания вакцин. Во-первых, их легко и недорого производить в больших масштабах.

«Выращивать растения относительно легко и требует не слишком сложной инфраструктуры. А ферментация с использованием бактерий уже является устоявшимся процессом в биофармацевтической промышленности», - сказал Стейнмец.

Еще одним большим преимуществом является то, что наночастицы вируса растений и бактериофага чрезвычайно стабильны при высоких температурах. В результате вакцины можно хранить и транспортировать без необходимости хранить их в холоде. Их также можно подвергнуть технологическим процессам с использованием тепла.

Команда использует такие процессы для упаковки своих вакцин в полимерные имплантаты и пластыри для микроигл. Эти процессы включают смешивание вакцин-кандидатов с полимерами и их плавление в печи при температуре, близкой к 100 градусам Цельсия. Возможность с самого начала напрямую смешивать растительный вирус и наночастицы бактериофага с полимерами позволяет легко и просто создавать имплантаты и пластыри для вакцины.

Цель - предоставить людям больше возможностей для вакцинации COVID-19 и сделать ее более доступной. Имплантаты, которые вводятся под кожу и медленно высвобождают вакцину в течение месяца, нужно вводить только один раз. А пластыри с микроиглами, которые можно носить на руке без боли или дискомфорта, позволят людям самостоятельно вводить вакцину.

«Представьте себе, если бы заплатки с вакциной могли быть отправлены в почтовые ящики наших наиболее уязвимых людей, вместо того, чтобы заставлять их покидать свои дома и подвергаться риску», - сказал Джон Покорски, профессор наноинженерии из инженерной школы Калифорнийского университета в Сан-Диего Джейкобс, чья команда разработала технология изготовления имплантатов и заплат с микроиглами.

«Если бы клиники могли предложить однодозовый имплант тем, кому было бы очень трудно сделать это для второй прививки, это обеспечило бы защиту для большей части населения, и у нас было бы больше шансов остановить передачу», - добавил Покорски, который также является одним из основателей Института исследования материалов и дизайна при университете.

В ходе испытаний вакцины-кандидаты от COVID-19 вводились мышам либо с помощью имплантатов, либо с помощью пластырей с микроиглами, либо в виде серии из двух уколов. Все три метода вырабатывали высокие уровни нейтрализующих антител в крови против SARS-CoV-2.

Исследователи обнаружили, что эти же антитела нейтрализованы и против вируса атипичной пневмонии.
Все сводится к тому, что кусок белка-шипа коронавируса прикреплен к поверхности наночастиц. Одна из этих частей, выбранная командой Стейнмеца, называемая эпитопом, почти идентична SARS-CoV-2 и оригинальному вирусу SARS.

«Тот факт, что нейтрализация настолько глубока с эпитопом, который так хорошо сохраняется среди другого смертоносного коронавируса, примечателен. Это дает нам надежду на потенциальную вакцину против пандемии коронавируса, которая может обеспечить защиту от будущих пандемий», - сказал соавтор Мэтью Шин, доктор философии по наноинженерии. студент в лаборатории Штейнмеца.

Еще одно преимущество этого конкретного эпитопа заключается в том, что он не подвержен никаким мутациям SARS-CoV-2, о которых сообщалось до сих пор. Это потому, что этот эпитоп происходит из области белка-шипа, который напрямую не связывается с клетками. Это отличается от эпитопов в применяемых в настоящее время вакцинах против COVID-19, которые происходят из области связывания шипового белка. Это регион, где произошло много мутаций. И некоторые из этих мутаций сделали вирус более заразным.

«Эпитопы из несвязывающей области с меньшей вероятностью претерпят эти мутации. Основываясь на нашем анализе последовательности, выбранный нами эпитоп является высококонсервативным среди вариантов SARS-CoV-2», - объяснил Оскар Ортега-Ривера, постдокторский исследователь в лаборатории Стейнмеца и первый автор исследования.

Это означает, что новые вакцины COVID-19 потенциально могут быть эффективными против вызывающих озабоченность вариантов, сказал Ортега-Ривера, и в настоящее время проводятся испытания, чтобы увидеть, например, какой эффект они оказывают против варианта Дельта.

Вакцинам еще предстоит пройти долгий путь, прежде чем они попадут в клинические испытания. В дальнейшем команда проверит, защищают ли вакцины от инфекции COVID-19, а также его вариантов и других смертоносных коронавирусов in vivo.

Ранее Курсор писал, что эксперт заявил о появлении неуязвимых штаммов COVID-19. С каждой новой мутацией коронавирус становиться «сильнее» и опаснее.

Стало известно, как вакцинация Pfizer или Moderna влияет на иммунитет переболевших. Иммунная система многих пациентов начинает вырабатывать множество антител, что защищает организм от различных штаммов.

Курсор также сообщал, что ученые предупредили о новых рисках после вакцинации Pfizer. Ученые в ходе исследований выяснили, про прививки вакциной от компаний Pfizer Inc и BioNTech SE  повышает вероятность возникновения болезней сердца.

Ученые прогнозируют появление суперкоронавируса. В 2022 году появится новый вариант коронавируса COVID-19, который спровоцирует более опасную фазу пандемии.

Наш портал сообщал, что ученые разрабатывают универсальную вакцину от всех коронавирусов. Ученые из Сингапура после вакцинации обнаружили антитела к COVID-19, которые эффективны против некоторых вариантов SARS-CoV-2.

Новое лечение может положить конец COVID-19. Исследователи из Института Вейцмана, Института Пастера во Франции и Национального института здоровья США разработали новое лечение, нацеленное на клеточную мембрану, которая позволяет проникать SARS-CoV-2.