Т-клеточная вакцина от COVID-19 может действовать дольше, чем существующие вакцины

Нынешние вакцины против COVID-19 предназначены для запуска реакции антител на спайковый белок SARS-CoV-2, который уязвим для мутаций, которые со временем могут сделать вакцину менее эффективной. Вместо этого, сосредоточившись на Т-клетках, исследователи Penn State в партнерстве с Evaxion Biotech провели исследование, которое впервые продемонстрировало эффективность вакцины, созданной искусственным интеллектом, в модели заражения живым вирусом. Такая вакцина может обеспечить длительный иммунитет против будущих вариантов и может быть использована в качестве модели для других сезонных вирусных заболеваний, таких как грипп.

В своем исследовании исследователи заразили мышей смертельной дозой SARS-CoV-2 и обнаружили, что 87,5% мышей, вакцинированных вакциной на основе Т-клеток, выжили, в то время как выжила только одна из мышей контрольной группы. Кроме того, все выжившие вакцинированные мыши избавились от инфекции в течение 14 дней после заражения. Результаты были опубликованы 11 апреля в Frontiers in Immunology.

«Насколько нам известно, это исследование впервые показало in vivo [in a living organism] защиту от тяжелой формы COVID-19 с помощью Т-клеточной вакцины, разработанной искусственным интеллектом, — сказал Гириш Кириманджесвара, доцент кафедры ветеринарии и биомедицинских наук Пенсильванского университета. можно легко масштабировать, чтобы начать тестирование на людях. Это исследование также прокладывает путь к возможной быстрой разработке новых Т-клеточных вакцин против возникающих и сезонных вирусных заболеваний, таких как грипп».

Зачем нам нужна вакцина против COVID-19 на основе Т-клеток, если уже используемые мРНК-вакцины настолько эффективны?

По словам Кириманджесвары, спайковый белок вируса SARS-CoV-2 находится под сильным давлением отбора, что может привести к мутациям, приводящим к появлению новых вариантов.

«Это означает, что производителям вакцин придется продолжать создавать новые вакцины, нацеленные на новые варианты, и люди должны продолжать получать эти новые вакцины», — сказал он.

Вместо того, чтобы нацеливаться на постоянно мутирующий спайковый белок, команда Evaxion Biotech разработала вакцину, которая включала 17 эпитопов из различных белков SARS-CoV-2, распознаваемых иммунной системой. Эти эпитопы вызывают иммунный ответ широкого набора Т-клеток, обеспечивая устойчивый охват будущих вариантов.

«Вирусу пришлось бы претерпеть слишком много мутаций, чтобы избежать этого иммунитета, опосредованного Т-клетками, так что это одно из преимуществ», — сказал Кириманджесвара. «Второе преимущество заключается в том, что иммунитет, опосредованный Т-клетками, обычно длится долго, поэтому вам не нужны повторные бустерные дозы».

Если Т-клетки так хорошо запоминают чужеродные агенты, почему вакцины против COVID-19 первого поколения были разработаны для того, чтобы вызывать реакцию антител?

«Производить вакцину на основе Т-клеток сложнее и дольше, чем вакцину на основе антител», — сказал Кириманджесвара. «Учитывая срочность, с которой нам нужна была вакцина для борьбы с пандемией COVID-19, имеет смысл, что производители вакцин создали вакцину на основе антител. Теперь, когда срочность отпала, вакцина на основе Т-клеток второго поколения может быть эффективнее и дольше».

По словам соавтора Андерса Бундгаарда Соренсена, директора проекта Evaxion Biotech, другие биотехнологические компании разрабатывают вакцины на основе Т-клеток, но вакцина этой группы использует несколько типов искусственного интеллекта на платформе под названием RAVEN (Rapidly Adaptive Viral RespoNse) для прогнозирования идеальные мишени для вакцин.

«RAVEN легко адаптируется, — сказал Соренсен. «Нам не нужно ждать прибытия нового штамма вируса, чтобы разработать вакцину. Вместо этого мы можем заранее предсказать, что потребуется. Это не то, что другие делают прямо сейчас».

Соренсен отметил: «Намного легче добиться широкого охвата Т-клеточной вакциной, поскольку мы можем включать несколько эпитопов, нацеленных на разные белки».

Он добавил, что помимо производства более качественных вакцин против COVID-19, платформа RAVEN может быть использована для разработки более эффективных вакцин против гриппа.

«Часто разработанные вакцины против гриппа работают только в 30–40% случаев, поэтому многие люди в конечном итоге заболевают», — сказал он. «По мере того, как мир становится все более интегрированным, эта проблема будет становиться все больше и больше. Наша платформа использует ИИ, чтобы лучше предсказывать, что будет необходимо».

Соренсен отметил, что партнерство с Кириманджесварой и его коллегами из Пенсильванского университета принесло компании Evaxion пользу благодаря их глубокому опыту работы с моделями инфекционных заболеваний на животных, а также благодаря тому, что в университете есть лаборатория BSL-3, в которой они могут безопасно изучать вирус SARS-CoV-2.

Он сказал: «Наши результаты являются свидетельством силы партнерских отношений между промышленностью и университетом».

Другие авторы Penn State в статье включают Кэтрин Рестори, доцента-исследователя; МакКайла Никол, аспирантка; и Бхувана Каткере, доцент. Другие авторы Evaxion Biotech в документе включают Gry Persson, менеджера проекта; Джули Хинчелли Эмдруп, научный сотрудник; Софи Шуссек, менеджер по компетенциям; Майкл Шанц Клаузен, старший юрист; и Биргитте Рёнё, главный научный сотрудник.

Инновационный фонд Дании поддержал это исследование. Институты наук о жизни Хака и Колледж сельскохозяйственных наук оказали поддержку исследованиям, проводимым в Пенсильвании.

Лаборатория Евы Дж. Пелл – это лаборатория ABSL3 (третьего уровня биологической безопасности животных), расположенная на территории кампуса штата Пенсильвания. Это автономный, автономный объект, что означает, что все материалы, включая отходы, обрабатываются на месте для повышения безопасности. Лаборатория проверена Национальным институтом здравоохранения и Центрами по контролю и профилактике заболеваний и одобрена для проведения исследований инфекционных агентов.

Гри Перссон, Кэтрин Х Рестори, Джули Хинчели Эмдруп, Софи Шуссек, Михаэль Шанц Клаузен, МакКайла Дж. Никол, Бхувана Каткере, Биргитте Рёнё, Гириш Кириманьесвара, Андерс Бундгаард Соренсен.
Иммунизация ДНК Т-клеточными эпитопами, предсказанными in silico, защищает от летальной инфекции SARS-CoV-2 у мышей K18-hACE2.
Передний. Иммунол., сек. Вакцины и молекулярная терапия, 2023 г. doi: 10.3389/fimmu.2023.1166546