Immunitat protectora induïda per la vacunació d'ADN contra la infecció SARS CoV-2 en hàmsters

Nov 17, 2023

Resum

El desenvolupament de vacunes eficients contra la COVID-19 és una necessitat emergent per a la salut pública mundial. La proteïna de punta del coronavirus 2 de la síndrome respiratòria aguda severa (SARS-CoV-2) és un objectiu important per a la vacuna contra la COVID-19. Per respondre ràpidament a l'esclat de la pandèmia SARS-CoV-2, una vacuna basada en àcids nucleics és una nova opció, més enllà de la vacuna tradicional contra el virus inactivat o la vacuna de proteïnes recombinants. Aquí, informem d'una vacuna d'ADN que conté el gen de l'espiga per al lliurament mitjançant electroporació. Els gens de punta de SARS-CoV i SARS-CoV-2 es van optimitzar per a l'expressió de cèl·lules de mamífers i després es van clonar en vectors d'expressió de cèl·lules de mamífers, anomenats pSARS-S i pSARS2-S, respectivament. L'expressió de la proteïna d'espiga es va confirmar mitjançant immunoblot després de l'expressió transitòria a les cèl·lules HEK293T. Després de la immunització, es van recollir sèrums per a l'anàlisi de títols d'anticossos específics d'antigen i d'anticossos neutralitzants. Hem trobat que tant la immunització pSARS-S com la pSARS2-S van induir nivells similars d'anticossos contra S2 de SARS-CoV-2. En canvi, només la immunització pSARS2-S va induir anticossos contra el domini d'unió al receptor del SARS-CoV-2. També vam trobar que la immunització pSARS2-S, però no la immunització pSARS-S, podria induir títols molt elevats d'anticossos neutralitzants contra SARS-CoV-2. Vam analitzar més les respostes de cèl·lules T específiques de la proteïna SARS-CoV-2 S i vam trobar que les respostes immunes estaven esbiaixades cap a Th1. És important destacar que la immunització pSARS2-S en hàmsters podria induir una immunitat protectora contra el desafiament SARS-CoV-2 in vivo. Aquestes dades suggereixen que la vacunació amb ADN podria ser un enfocament prometedor per protegir contra la COVID-19.


Desert ginseng—Improve immunity (23)

Beneficis de cistanche: enforteix el sistema immunitari

Resum de l'autor

El SARS-CoV-2 continua amenaçant la salut mundial i el desenvolupament de la vacuna SARS-CoV-2 és una prioritat urgent per aturar l'epidèmia de COVID-19. Aquí, vam desenvolupar vacunes d'ADN que contenien el gen de l'espiga del SARS-CoV-2 i es van lliurar mitjançant electroporació. Vam observar que la vacuna d'ADN va induir una resposta humoral de llarga durada contra SARS-CoV-2, i els anticossos sèrics provocats van bloquejar de manera eficient la unió de SARS-CoV-2 RBD al seu receptor d'entrada (ACE2). És important destacar que la vacuna d'ADN va induir fortes respostes immunes esbiaixades per Th1- contra SARS-CoV-2, que podrien proporcionar un efecte protector amb efectes secundaris baixos. Finalment, vam demostrar que la vacuna d'ADN SARS-CoV-2 conferia una eficàcia protectora contra la infecció per SARS-CoV-2 en hàmsters sirians. Els nostres resultats van suggerir que la vacunació amb ADN podria ser un enfocament útil per controlar la pandèmia de COVID-19 en un futur proper.

Introducció

[1]. A nivell mundial, hi ha hagut més de 118 milions de casos confirmats de COVID-19 i més de 2,6 milions de persones van morir per COVID-19, al març de 2021 [2]. La taxa de mortalitat global és d'aproximadament el 2,2%. Tot i que la taxa de mortalitat del SARS-CoV-2 és inferior a la de la infecció per MERS-CoV i SARS-CoV, la seva transmissibilitat és més alta. El desembre de 2020 s'han aprovat diverses vacunes contra la COVID-19 per a un ús emergent, però la pandèmia de COVID-19 continua sent una amenaça internacional a l'hora d'escriure aquest article.

Desert ginseng—Improve immunity (23)

cistanche tubulosa: millora el sistema immunitari

La proteïna Spike (S) és la proteïna de la superfície del coronavirus que és responsable dels processos d'adhesió del virus al receptor hoste de l'enzim convertidor d'angiotensina 2 (ACE2), l'entrada cel·lular i la fusió de la membrana virus-cèl·lula per alliberar ARN viral a les cèl·lules hostes. Entre les proteïnes estructurals del SARS-CoV, la proteïna espiga és l'antigen dominant que indueix anticossos neutralitzants.3]. A partir d'estudis anteriors sobre SARS i MERS, s'ha demostrat que les vacunes basades en proteïnes S indueixen anticossos neutralitzants i respostes immunes de cèl·lules T als coronavirus i protegeixen els animals del repte del virus [2].45]. A causa de l'alta immunogènia de la proteïna S, podria ser un objectiu potencial per al desenvolupament de la vacuna SARS-CoV-2 [57]. Els candidats a la vacuna COVID-19 es podrien desenvolupar mitjançant virus inactivats, components virals recombinants o sintètics, virus recombinants o ARNm o ADN viral. Aquest últim enfocament és especialment atractiu perquè l'ADN viral es pot produir de manera ràpida i senzilla a tot el món sense un sistema de cadena de fred. A més, l'ADN totalment sintètic derivat de la seqüència que codifica la proteïna viral podria induir respostes immunitàries tant humorals com mediades per cèl·lules contra patògens.89].

La vacuna d'ADN és una plataforma de vacuna ideal amb diversos avantatges, com ara un disseny i producció fàcils, estabilitat a diferents temperatures i baix cost de producció. Per tant, la plataforma de vacuna d'ADN és adequada per a la fabricació ràpida i a gran escala durant els brots de malalties infeccioses. Estudis anteriors han informat que les vacunes d'ADN poden estimular eficaçment les respostes cel·lulars i humorals contra patògens en models de desafiament.10]. A més, estudis clínics recents van indicar que les vacunes d'ADN són candidates segures i efectives per tractar o prevenir malalties infeccioses, com ara el VIH-1, el virus del Zika, el virus de l'Ebola, el MERS-CoV i els virus de la grip.11]. A mesura que la pandèmia de COVID-19 s'ha estès a nivell mundial i greu, estudis recents van informar que les vacunes d'ADN van provocar respostes de cèl·lules T específiques d'antigen i anticossos neutralitzants i van protegir encara més els animals contra el repte SARS-CoV-2 [1213].

El principal repte de les vacunes d'ADN és la poca eficiència del lliurament d'ADN a les cèl·lules per a l'expressió d'antigen i, en conseqüència, la poca eficàcia de les vacunes. Per augmentar l'eficiència del lliurament d'ADN, es poden utilitzar mètodes físics o químics. Els mètodes físics inclouen un corrent d'aire a alta pressió (és a dir, Biojector), lliurament d'ADN recobert de partícules d'or per pistola gènica, matriu de microagulles i electroporació (EP). Els mètodes químics inclouen liposomes, virosomes, nanopartícules i pèptids que penetran les cèl·lules.14]. En el brot del virus del Zika el 2015, una vacuna d'ADN del Zika lliurada per electroporació es va convertir en un assaig clínic de fase 1 en un termini de 7 mesos.15]. L'EP combinat amb la vacunació d'ADN augmenta molt l'eficàcia de les vacunes d'ADN.1618]. A causa dels resultats reeixits dels experiments amb animals després de la vacunació amb ADN amb EP, s'han desenvolupat molts dispositius d'electroporació diferents per a humans, inclosos Cellectra® (Inovio Inc., EUA) i TriGrid® (Ichor Medical Systems, EUA).

Aquest estudi descriu una vacunació d'ADN amb EP que pot induir anticossos neutralitzants i respostes immunitàries esbiaixades per Th1-. Els hàmsters immunitzats amb aquesta tècnica van generar anticossos neutralitzants contra SARS-CoV-2. A més, els hàmsters immunitzats van mostrar immunitat protectora en un desafiament del virus SARS-CoV-2.

Mètodes

Declaració Ètica

Tots els protocols experimentals amb animals van ser aprovats pel Comitè Institucional de Cura i Ús d'Animals (IACUC) de l'NHRI (núm. de protocol: NHRI-IACUC-109077-A).

Línies cel·lulars

La línia de cèl·lules renals embrionàries humanes HEK293T es va cultivar en el medi Eagle modificat de Dulbecco (DMEM, GIBCO) complementat amb un 10% de sèrum fetal boví inactivat per calor (FBS, HyClone), 100 U/mL de penicil·lina/estreptomicina (GIBCO) i 2 mM de L-glutamina. (GIBCO). Les cèl·lules Vero es van cultivar en medi M199 (GIBCO) amb un 5% de FBS a 37 graus.

Titulació de virus

Les variants del SARS-CoV-2 (hCoV-19/Taiwan/4/2020 i hCoV{-19/Taiwan/78/2020 (variant D614G)) es van obtenir dels Centres per al Control de Malalties (CDC). ) a Taiwan. El virus es va amplificar en cèl·lules Vero cultivades en medi M199 complementat amb 2 ug/mL de TPCK-tripsina (Sigma) a 37 graus. El títol del virus es va determinar en termes de la dosi infecciosa de cultiu de teixits del 50% (TCID50) mitjançant un mètode estàndard [19]. Breument, les cèl·lules Vero es van sembrar (2, 4 × 104 cèl·lules/per pou) en plaques 96-pous i es van cultivar en medi M199 amb un 5% de FBS a 37 graus durant 24 h per formar una monocapa. L'endemà, es van preparar dilucions de 10- vegades en sèrie i el virus diluït (100 μL/pou) es va afegir a les monocapes de cèl·lules Vero amb vuit rèpliques per dilució. Després de 4 dies d'incubació a 37 graus, es van registrar els efectes citopàtics induïts pel virus (CPE) a cada pou, i els resultats s'expressen com a TCID50/mL segons el mètode de Reed i Muench. Tots els experiments amb SARS-CoV-2 es van realitzar al laboratori de nivell de bioseguretat 3 (BSL{-3) i van ser aprovats pel CDC de Taiwan.

Desert ginseng—Improve immunity (10)

Beneficis de cistanche: enforteix el sistema immunitari

Feu clic aquí per veure els productes Cistanche Enhance Immunity

【Demanar més】 Correu electrònic:cindy.xue@wecistanche.com / Whats App: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692

Construcció i caracterització de plasmidis

Les seqüències d'ADN que codifiquen els gens d'espiga SARS-Spike (número d'accés GenBank DQ412574) i SARS-CoV-2 (número d'accés GenBank: MN908947) es van optimitzar per a l'ús de codons de ratolí i sintetitzats per GenScript Biotech. També es van construir i amplificar individualment per PCR diferents fragments de S (tRBD, tRBDTM, tSARS2-S, tSdTM). Tots els gens es van subclonar al vector pVAX1 utilitzat clínicament amb la seqüència Kozak incorporada a l'extrem 5' dels gens. El plasmidi es va transformar en DH5 E. coli per a l'amplificació del plasmidi. Els plasmidis es van extreure i es van purificar mitjançant un sistema de columna Qiagen lliure d'endotoxines (EndoFree Plasmid Mega Kit).

Expressió transitòria i Western Blot

Les cèl·lules HEK293T es van transfectar amb els plasmidis d'ADN indicats mitjançant el reactiu PolyJet™ (Laboratoris SignaGen) seguint el protocol del fabricant. A les 24 hores posteriors a la transfecció, es van recollir els lisats cel·lulars i es van sotmetre a electroforesi en SDS-PAGE al 8%. A continuació, les proteïnes es van transferir a membranes de PVDF i es van borrar amb anticossos policlonals anti-espiga de conill (40592-T62, Sino Biological). Com a anticossos secundaris es van utilitzar anticossos anti-conill conjugats amb la peroxidasa de rave picant (HRP). Les proteïnes específiques de la membrana es van visualitzar mitjançant el reactiu ECL (Thermo Scientific).

Immunització d'animals

Els ratolins BALB/c, C57BL/6 i hàmsters sirians es van obtenir del Centre Nacional de Cria i Recerca d'Animals de Laboratori (Taipei, Taiwan). Es van utilitzar ratolins o hàmsters entre les 6 i les 12 setmanes d'edat. Els ratolins o hàmsters anestesiats es van vacunar amb 100 μL d'una solució que contenia ADN indicat en un interval de 3-setmanes, seguit d'una electroporació amb un electroporador BTX (ECM830) mitjançant elèctrodes de matriu de dues agulles (5- mm de diàmetre (5- mm de diàmetre). BTX 45–0121)). L'electroporació intramuscular es va realitzar a una tensió constant de 75 V amb 10 polsos a 50 ms/pols i intervals de 100 ms entre pols. Es van recollir mostres de sang de ratolins i hàmsters mitjançant mostres de sang submandibular o retroorbital, respectivament. Tots els animals es van allotjar al Laboratory Animal Center dels National Health Research Institutes (NHRI) i es van mantenir d'acord amb els protocols institucionals de cura dels animals.

Immunoassaig

La presència d'anticossos específics de S als sèrums es va determinar mitjançant ELISA. Breument, 50 μL de 4 ug/mL de proteïna recombinant (Sino Biological) en tampó de carbonat 0,1 M (pH 9,5) es van recobrir sobre microplaques de 96-pous per incubació durant la nit a 4 grau. Les plaques recobertes es van rentar dues vegades amb Tween 20 al 0, 05% en PBS i després es van bloquejar amb un 3% de BSA en PBS a temperatura ambient durant 2 hores. Els sèrums diluïts d'animals immunitzats es van aplicar als pous a temperatura ambient durant 2 hores. Després de l'addició d'IgG anti-ratolí de cabra conjugada amb HRP (Thermo Scientific) o IgG anti-hàmster de cabra conjugada amb HRP (Arigo Biolaboratorie), l'assaig es va desenvolupar utilitzant SureBlue TMB 1-Component Peroxidase Substrate (KPL). L'absorbància es va mesurar mitjançant un lector ELISA a 450 nm.

Neutralització de la infecció pel virus SARS-CoV-2

Les cèl·lules Vero es van sembrar (2,4 × 104 cèl·lules/pou) en plaques de 96-pous durant 24 h per formar una monocapa. Els sèrums preimmunes i els antisers contra la proteïna SARS-CoV-2 S es van tractar prèviament a 56 graus durant 30 minuts per destruir les substàncies inhibidores virals no específiques tèrmiques. Els sèrums es van diluir a una dilució inicial d'1/20 amb medi M199, es van afegir a un pou que contenia 200 TCID50 de virus SARS-CoV-2 en un volum de 0,2 ml i després es van incubar a 37 graus durant 2 h. Posteriorment, la barreja virus-sèrum es va inocular a les monocapes de cèl·lules Vero i es va incubar a 37 graus. Es van preparar quadruplicats per a cada dilució de sèrum. Les característiques CPE de cada pou es van registrar després de 4-5 dies d'incubació. El títol de neutralització era proporcional a la dilució més alta de sèrum que evitava la infecció en el 50% de les inoculacions per quadruplicat.

ELISA de competició ACE2

L'ELISA de competició ACE2 es va realitzar mitjançant el kit d'assaig serològic de títol d'anticossos neutralitzant Anti-SARS-CoV-2 (ACROBiosystems) segons el protocol recomanat. Breument, les plaques de 96-pous es van recobrir amb 0,5 ug/ml de proteïna SARS-CoV-2-S RBD durant la nit a 4 graus. La placa es va rentar i es va bloquejar amb tampó de bloqueig a 37 graus durant 1,5 hores. Després de tres rentats, es va afegir ACE2 humà biotinilat (0.12 ug/mL) als pous, seguit de la dilució de les mostres de sèrum i la incubació a 37 graus durant 1 hora. Per generar una corba estàndard, es va utilitzar com a referència l'anticòs neutralitzant anti-SARS-CoV-2 proporcionat pel kit. Es va rentar la placa i es va afegir una solució de treball estreptavidina-HRP a cada pou durant 1 hora a 37 graus. A continuació, es va rentar la placa i es va desenvolupar l'assaig mitjançant la incubació amb una solució de treball de substrat TMB a 37 graus durant 20 min. La reacció es va aturar amb una solució d'aturada proporcionada. L'absorbància es va mesurar mitjançant un lector ELISA a 450 nm. L'activitat competitiva dels anticossos sèrics es va expressar com el nivell corresponent d'anticossos de referència.

Assaig de producció de citocines

Les respostes de les cèl·lules T es van avaluar mitjançant ELISA de citocines. Els esplenòcits de ratolins immunitzats es van sembrar a una densitat de 5 × 106 cèl·lules per pou en plaques 24-pous. Les cèl·lules es van estimular amb proteïna Spike SARS-CoV-2 recombinant de 5 ug/mL (ACROBiosystems) a 37 graus durant 3 dies. El sobrenedant es va recollir i es va analitzar per a la producció de citocines. IL-2, IL-5, IL-13 i IFN- de ratolí es van quantificar mitjançant ELISA mitjançant el conjunt d'anticossos coincidents (Invitrogen) d'acord amb les instruccions del fabricant.

Repte Animal

Els hàmsters sirians (n ​​= 8 per grup) es van immunitzar intramuscularment mitjançant injecció d'agulla amb ADN plasmidi (100 ug/animal), seguida de l'electroporació de BTX com s'ha esmentat anteriorment. Quatre setmanes després de l'última vacunació, els hàmsters van ser desafiats per via intranasal amb 105 TCID50 SARS-CoV-2 (hCoV-19/Taiwan/4/2020) en 50 μL sota anestèsia amb isoflurà. El seu pes corporal (n=4 per grup) es va registrar cada dia durant 9 dies després del repte. Quatre hàmsters de cada grup es van sacrificar el dia 3 després del repte per quantificar la càrrega viral. Per determinar la càrrega viral al pulmó, els teixits del pulmó esquerre es van homogeneïtzar en 2 ml de PBS mitjançant un dissociador gentleMACS® (Miltenyi Biotec). Després de la centrifugació a 600 xg durant 5 minuts, es va recollir el sobrenedant clarificat per a la valoració de virus vius (assaig TCID50) i la quantificació d'ARN viral.

Quantificació de la càrrega d'ARN viral

Es va recollir un sobrenedant clarificat de teixit pulmonar esquerre homogeneïtzat de hàmsters infectats amb SARS-CoV-2-per a la detecció de càrrega viral. L'extracció d'ARN es va dur a terme sobre un sobrenedant de teixit lisat amb TRIzol LS (Ambion) i es van utilitzar 10 ng d'ARN com a plantilla per a les reaccions RT-qPCR. La RT-qPCR es va realitzar en un sistema de PCR en temps real (ABI) QuantStudio 6 Flex mitjançant el kit qRT-PCR universal d'un sol pas KAPA PROBE FAST (KR1282, Roche) amb cebadors i sondes específiques per al SARS-CoV-2 [20].

Cistanche deserticola—improve immunity (7)

Beneficis de cistanche tubulosa-enfortir el sistema immunitari

Anàlisi estadística

Les dades estadístiques es van generar mitjançant el programari GraphPad Prism. La significació estadística de les troballes diferencials entre grups experimentals es va determinar mitjançant la prova de Mann-Whitney de dues cues. Les diferències es van considerar estadísticament significatives si el valor p era inferior o igual a 0,05.

Resultats

Construcció de plasmidis i expressió d'antígens dels candidats a la vacuna

Es van generar cinc variants de SARS-CoV-2 i una construcció SARS-CoV que contenia diferents fragments d'ADN que codificava proteïnes de punta (Figura 1A). Com que l'expressió de l'antigen es va correlacionar fortament amb l'eficàcia de la vacuna, vam dissenyar diferents fragments de proteïnes d'espiga, inclosos RBD (aa319-aa541), RBD a TM (aa319-aa1236) o Spike amb domini transmembrana (TM) supressió (aa13-aa1213), amb seqüència líder d'activació del plasminogen de teixit humà (tPA) que pot augmentar la secreció d'antígens [21]. El domini RBD a TM pot mantenir el domini S2, que és important per formar l'estructura de sis hèlix per a la fusió cel·lular.2223]. Aquestes construccions eren les següents: S de longitud completa de SARS-CoV (pSARS-S) i SARS-CoV-2 (pSARS2-S), espiga de longitud completa amb la seqüència líder del plasminogen de teixit activador (ptSARS2-S), regió RBD (ptRBD), RBD al domini transmembrana (ptRBDTM) i espiga amb una supressió del domini transmembrana (PTSD). El vector, el pSARS-S i el pSARS{10}}S es van transfectar i es van expressar en cèl·lules HEK293T. Els lisats cel·lulars es van analitzar mitjançant SDS-PAGE. La S de longitud completa es va poder detectar amb el pes molecular corresponent (Figura 1B). La variant S del SARS2-CoV{-2 amb una seqüència líder d'activador de plasminogen tissular es va detectar amb un anticòs policlonal anti-espiga. Les dades van mostrar que cada variant es va observar amb el pes molecular esperat (Fig 1C). Els nivells d'expressió de les variants ptSARS2-S, ptRBDTM i ptSdTM eren similars, mentre que l'expressió ptRBD era més alta en totes les variants.

Fig 1. Design and expression of SARS-CoV and SARS-CoV-2 spike construct variants.  (A) Schematic diagram of SARS-CoV and SARS-CoV-2 spike construct variants. tPA, leader sequence from tissue-plasminogen activator; TM, transmembrane domain. (B, C) Western blot analysis of spike protein. HEK293T cells were transfected with the indicated plasmids (vector, pSARS-S, pSARS2-S, and S variants fused with the tPA leader sequence). The cell lysates were collected and probed with an anti-spike antibody, and an anti-β-actin antibody was used as an internal control.


Figura 1. Disseny i expressió de les variants de construcció d'espiga SARS-CoV i SARS-CoV-2.

(A) Diagrama esquemàtic de les variants de construcció d'espiga SARS-CoV i SARS-CoV-2. tPA, seqüència líder de l'activador de plasminogen tissular; TM, domini transmembrana. (B, C) Anàlisi Western blot de la proteïna espiga. Les cèl·lules HEK293T es van transfectar amb els plasmidis indicats (variants vector, pSARS-S, pSARS2-S i S fusionades amb la seqüència líder de tPA). Els lisats cel·lulars es van recollir i es van sondar amb un anticòs anti-espiga, i es va utilitzar un anticòs anti- -actina com a control intern.

Immunogenicitat dels candidats a la vacuna

Per examinar la immunogenicitat de diferents variants, els ratolins BALB/c es van injectar per via intramuscular dues vegades a un interval de 3-setmanes amb 100 ug de vector, pSARS-S i pSARS2-S seguit d'electroporació in vivo (Figura 2A). Els sèrums es van recollir a la setmana 4 i a la setmana 6 després de la primera immunització. Les dades van mostrar que els sèrums d'animals immunitzats amb pSARS-S i pSARS2-S podien reconèixer les regions S i S2 de longitud completa del SARS-CoV-2 amb títols d'anticossos IgG similars (Fig 2B i 2C). En canvi, els sèrums d'animals immunitzats amb pSARS2-S podrien augmentar títols elevats d'anticossos anti-RBD (SARS-CoV-2) a la setmana 4 i a la setmana 6 (Fig 2D), en comparació amb el grup pSARS-S. En conseqüència, els sèrums d'animals immunitzats amb pSARS2-S però no animals immunitzats amb pSARS-S podrien neutralitzar la infecció per SARS-CoV{-2 (Figura 2E). Els títols mitjans geomètrics (log2) dels anticossos neutralitzants del grup d'immunització pSARS2-S a les setmanes 4 i 6 van ser de 9,3 i 10,3, respectivament. Aquests resultats van indicar que la immunització pSARS-S no pot induir anticossos de neutralització creuada contra la infecció per SARS-CoV-2. Els anticossos específics de RBD eren crítics per neutralitzar l'activitat contra la infecció per SARS-CoV-2. El S de longitud completa del SARS-CoV-2 pot induir de fet nivells elevats de títols d'anticossos neutralitzants contra la infecció per SARS-CoV-2.

Fig 2. Antibody response in mice after immunization with SARS-CoV and SARS-CoV-2 S DNA vaccines.  (A) BALB/c mice (n = 4 per group) were intramuscularly immunized twice at a 3-week interval with 100 μg of indicated plasmid, followed by electroporation. Serum samples were collected at the indicated time points after the first immunization. (B-D, F, G) Antibodies against the SARS-CoV-2 full-length spike protein, S2 region, and RBD were evaluated by ELISA. (E, H) Vaccine-induced neutralizing antibody against SARS-CoV-2 was evaluated by neutralization assay. Antibody titers are presented as the mean ± SEM, and neutralization titers are expressed as the geometric mean with a 95% confidence interval. *p<0.05 by the Mann-Whitney test.

Fig 2. Resposta d'anticossos en ratolins després de la immunització amb vacunes d'ADN SARS-CoV i SARS-CoV-2S.

(A) Els ratolins BALB/c (n=4 per grup) es van immunitzar intramuscularment dues vegades a un interval de 3-setmanes amb 100 ug de plasmidi indicat, seguit d'electroporació. Les mostres de sèrum es van recollir en els moments indicats després de la primera immunització. (BD, F, G) Els anticossos contra la proteïna espiga de longitud completa SARS-CoV-2, la regió S2 i el RBD es van avaluar mitjançant ELISA. (E, H) L'anticòs neutralitzant induït per la vacuna contra SARS-CoV-2 es va avaluar mitjançant un assaig de neutralització. Els títols d'anticossos es presenten com a mitjana ± SEM i els títols de neutralització s'expressen com a mitjana geomètrica amb un interval de confiança del 95%. *pàg<0.05 by the Mann-Whitney test.

Per investigar més si la substitució de la seqüència líder pot augmentar la secreció de proteïnes, hem utilitzat una seqüència líder d'un activador de plasminogen tissular per fusionar diferents variants de la proteïna SARS-CoV-2 S. Totes les variants contenen la regió RBD de la proteïna SARS-CoV-2 S. Després de dues dosis d'immunització d'ADN, els sèrums recollits a la setmana 4 i a la setmana 6 es van analitzar per als títols d'anticossos IgG i d'anticossos neutralitzants. La immunització amb ptSARS2-S va induir títols d'anticossos més alts contra la proteïna S de longitud completa a la setmana 4 que la immunització ptRBD, ptRBDTM i ptSdTM (S1A Fig). Els títols d'anticossos anti-RBD de la immunització ptRBD van ser més alts que els de la immunització ptSARS2-S (1496,2 vs. 530,9, p=0,057) a la setmana 4 (S1B Fig). Tanmateix, la immunització ptRBD i ptSARS2-S va induir nivells similars d'anticossos neutralitzants a la setmana 4 (S1C Fig). Els mateixos resultats es van observar en l'anàlisi de sèrum de la setmana 6; La immunització ptRBD va induir nivells més alts d'anticossos anti-RBD en comparació amb la immunització ptSARS2-S (12589,3 vs. 1000,0, p=0,028) però els mateixos nivells d'anticossos neutralitzants (9,3). vs. 9,6 (log2)) (Fig 2F, 2G i 2H). Com que les variants fusionades amb la seqüència líder de tPA no van induir títols d'anticossos neutralitzants més alts que la immunització pSARS2-S, vam utilitzar pSARS2-S per a una investigació més profunda.

Unió competitiva d'anticossos sèrics i ACE2 al SARS-CoV-2 RBD

Per examinar la capacitat dels anticossos sèrics d'interferir amb la interacció ACE2-RBD, vam realitzar un assaig de serologia competitiva SARS-CoV-2. En aquest assaig, es van afegir anticossos sèrics a plaques ELISA recobertes prèviament amb proteïna SARS-CoV-2 RBD, seguida de l'addició de proteïna ACE2 humana. Es va utilitzar com a referència un anticòs neutralitzant específic contra SARS-CoV-2 RBD. Com es mostra aFig 3, els anticossos sèrics de ratolins immunitzats amb pSARS2-S es van unir a l'RBD i van bloquejar la unió ACE2, que era equivalent a aproximadament 353 ug/mL d'anticossos de referència, mentre que el sèrum pSARS-S era equivalent a 56 ug/mL d'anticossos de referència. Per tant, les nostres dades suggereixen que la immunització pSARS2-S podria induir anticossos competitius que bloquegen de manera eficient la unió del SARS-CoV-2 RBD al receptor ACE2. Aquest resultat va ser coherent amb el títol ELISA contra SARS-CoV2 RBD (Fig 2D), i recolzat per l'estudi sobre la diferència de seqüències RBD entre SARS-CoV i SARS-CoV-2 [24].


Fig 3. Competitive activity of immunized mouse sera against the RBD/ACE2 interaction.  BALB/c mice (n = 4 per group) were intramuscularly immunized twice at a 3-week interval with 100 μg of vector, pSARS-S or pSARS2-S, followed by electroporation. Serum samples were collected at week 8 after the first immunization. Serum antibodies that compete with ACE2 for RBD binding were evaluated by competitive SARS-CoV-2 serology assay. The competitive activity of the mouse sera is expressed as the equivalent level of anti-RBD (SARS-CoV-2 spike protein) antibody (reference antibody). Antibody titers are presented as the mean ± SEM. *p<0.05 by the Mann-Whitney test.

Fig 3. Activitat competitiva de sèrums de ratolí immunitzat contra la interacció RBD/ACE2.

Els ratolins BALB/c (n=4 per grup) es van immunitzar per via intramuscular dues vegades a un interval de 3-setmanes amb 100 ug de vector, pSARS-S o pSARS2-S, seguit d'electroporació. Les mostres de sèrum es van recollir a la setmana 8 després de la primera immunització. Els anticossos sèrics que competeixen amb ACE2 per a la unió a RBD es van avaluar mitjançant un assaig de serologia competitiva SARS-CoV-2. L'activitat competitiva dels sèrums de ratolí s'expressa com el nivell equivalent d'anticossos anti-RBD (proteïna espiga SARS-CoV-2) (anticossos de referència). Els títols d'anticossos es presenten com a mitjana ± SEM. *pàg<0.05 by the Mann-Whitney test.

Immunitat humoral a llarg termini induïda per la vacuna d'ADN SARS-CoV-2 S i ofereix protecció creuada contra el SARS-CoV-2 amb mutació D614G

En particular, es va observar el manteniment a llarg termini dels títols d'anticossos IgG contra S de longitud completa a les 20 setmanes després de la primera immunització (Figura 4A). Els títols mitjans geomètrics (log2) per a l'anticòs neutralitzant SARS-CoV-2 van arribar a 10,8 a la setmana 8 després de les immunitzacions pSARS2-S, disminuint lleugerament a 9,1 a la setmana 12 i a 8,8 a la setmana 20 (Figura 4B). Aquests resultats suggereixen que la immunització pSARS2-S confereix una resposta humoral duradora contra el SARS-CoV-2. A més, la vacuna d'ADN pSARS2-S amb el genotip D614 va induir una resposta d'anticossos neutralitzants contra el virus que conté la mutació D614G (Fig 4C), que és similar als títols de neutralització contra el genotip D614. Per tant, pSARS2-S és capaç de conferir protecció creuada contra la variant D614G més prevalent i dominant del SARS-CoV-2.

Fig 4. SARS-CoV-2 S DNA vaccine induced long-term humoral immunity and cross-protection against the SARS-CoV-2 with D614G mutation.  BALB/c mice (n = 4 per group) were intramuscularly immunized three times at a 3-week interval with 100 μg of vector, pSARS-S or pSARS2-S, followed by electroporation. Serum samples were collected at the indicated time points after the first immunization. (A) Antibodies against the SARS-CoV-2 full-length spike protein were evaluated by ELISA. (B, C) Vaccine-induced neutralizing activity against SARS-CoV-2 with D614 or G614 genotypes was evaluated by neutralization assay. Antibody titers are presented as the mean ± SEM, and neutralization titers are expressed as the geometric mean with a 95% confidence interval. *p<0.05 by the Mann-Whitney test.

Figura 4. La vacuna d'ADN SARS-CoV-2 S va induir immunitat humoral a llarg termini i protecció creuada contra el SARS-CoV-2 amb la mutació D614G.

Els ratolins BALB/c (n=4 per grup) es van immunitzar intramuscularment tres vegades a un interval de 3-setmanes amb 100 ug de vector, pSARS-S o pSARS2-S, seguit d'electroporació. Les mostres de sèrum es van recollir en els moments indicats després de la primera immunització. (A) Els anticossos contra la proteïna espiga de longitud completa SARS-CoV-2 es van avaluar mitjançant ELISA. (B, C) L'activitat neutralitzant induïda per la vacuna contra SARS-CoV-2 amb genotips D614 o G614 es va avaluar mitjançant un assaig de neutralització. Els títols d'anticossos es presenten com a mitjana ± SEM i els títols de neutralització s'expressen com a mitjana geomètrica amb un interval de confiança del 95%. *pàg<0.05 by the Mann-Whitney test.

Inducció de respostes esbiaixades 1- o Th2-

Les cèl·lules T CD4+ efectores es poden subdividir en dos subconjunts funcionals principals, Th1 i Th2, en funció de les citocines secretades després de l'activació. Les cèl·lules Th1 produeixen citocines inflamatòries (IFN-) i participen en respostes immunes mediades per cèl·lules cap a bacteris i virus intracel·lulars, mentre que les cèl·lules Th2 segreguen principalment ajuden a les cèl·lules B a produir anticossos, però també promouen la immunitat mediada pels eosinòfils (IL-5 i IL{ {9}}), donant lloc a respostes humorals o al·lèrgiques [2526]. A més, els mecanismes dependents de cèl·lules Th2 poden contribuir a la malaltia respiratòria millorada associada a la vacuna (VAERD), tal com mostren els estudis de candidats a la vacuna SARS-CoV.2728], que posen de manifest que una resposta equilibrada de cèl·lules T és fonamental per al desenvolupament segur de la vacuna contra la COVID-19 [29]. Per solucionar aquest problema, els ratolins BALB/c i C57BL/6 es van immunitzar amb vector, pSARS-S i pSARS2-S dues vegades a un interval de 3-setmanes. Els ratolins es van sacrificar 7 dies després de la segona immunització i es van estimular els esplenòcits amb proteïna SARS-CoV-2 S (5 ug/ml) durant 3 dies. En ratolins BALB/c (Fig 5A-5D), la secreció de les citocines de tipus Th1 IFN- (19641,3 pg/mL ± 8823,5) i IL-2 (599,5 pg/mL ± 37,7) va ser alta després de l'estimulació amb proteïna S al pSARS2-S grup d'immunització, però es van detectar nivells molt baixos de les citocines de tipus Th2 IL-5 (18,1 pg/mL ± 11,8) i IL-13 (567,2 pg/mL ± 166,2). Es van observar resultats similars en ratolins C57BL/6, el grup d'immunització pSARS2-S va induir una quantitat més gran d'IFN- (33918,8 pg/mL ± 11646,1) i IL-2 (800,3 pg/mL ± 109,5) que això d'IL-5 (4,6 pg/mL ± 2,9) i IL-13 (545,7 pg/mL ± 117,4) (Fig 5E-5H). Aquestes dades van suggerir que pSARS2-S podria induir respostes immunitàries esbiaixades per Th{1-.

Fig 5. T cell response in mice after immunization with pSARS-S and SARS2-S DNA vaccines.  BALB/c (A-D) and C57BL/6 (E-H) mice (n = 4 per group) were intramuscularly immunized twice at a 3-week interval with 100 μg of vector, pSARS-S or pSARS2-S, followed by electroporation. Splenocytes were collected at week 4 after the first immunization, and the levels of secreted IFN-γ (A, E), IL-2 (B, F), IL-5 (C, G), and IL-13 (D, H) were evaluated after restimulation with recombinant SARS-CoV-2 S protein. Antibody titers are presented as the mean ± SEM. *p<0.05 by the Mann-Whitney test.

Figura 5. Resposta de cèl·lules T en ratolins després de la immunització amb vacunes d'ADN pSARS-S i SARS2-S.

Els ratolins BALB/c (AD) i C57BL/6 (EH) (n=4 per grup) es van immunitzar per via intramuscular dues vegades a un interval de 3-setmanes amb 100 ug de vector, pSARS-S o pSARS{{ 8}}S, seguit d'electroporació. Els esplenòcits es van recollir a la setmana 4 després de la primera immunització i els nivells d'IFN- (A, E), IL-2 (B, F), IL-5 (C, G) i IL secretats -13 (D, H) es van avaluar després de la reestimulació amb proteïna S recombinant SARS-CoV-2. Els títols d'anticossos es presenten com a mitjana ± SEM. *pàg<0.05 by the Mann-Whitney test.

Repte de l'eficàcia profilàctica de les vacunes d'ADN contra el SARS-CoV-2

Per explorar l'eficàcia protectora de la vacunació pSARS2-S, els hàmsters sirians es van vacunar dues vegades amb 100 ug d'ADN a un interval de 3-setmanes i es van desafiar per via intranasal amb el virus SARS-CoV-2 a la setmana 7. (Figura 6A). Després de la immunització, es van recollir sèrums de la setmana 4 i de la setmana 6 per a l'anàlisi de títols d'anticossos anti-spike (IgG) i de títols d'anticossos neutralitzants. La immunització amb pSARS2-S va provocar nivells més alts de títols d'anticossos anti-Spike que la immunització ptRBD a la setmana 4 (1584,9 vs. 50,1) i a la setmana 6 (1995,3 vs. 63,1) en hàmsters (Figura 6B). D'acord amb els títols d'anticossos anti-Spike, els sèrums de hàmsters immunitzats amb pSARS2-S van generar títols d'anticossos neutralitzants molt alts (6,5 a la setmana 4 i 6,4 a la setmana 6 (log2)), però els sèrums de vectors o Els hàmsters immunitzats amb ptRBD no ho van fer (Fig 6C). Després del repte amb SARS-CoV-2, el pes corporal del hàmster es va controlar cada dia. Estudis anteriors van revelar que el títol viral als pulmons dels hàmsters va assolir un nivell alt als 3 dies després del repte.30]. Per tant, la meitat dels hàmsters de cada grup es van sacrificar el dia 3 i es va analitzar la càrrega viral al pulmó. El pes corporal dels hàmsters vacunats amb vectors va disminuir gradualment i el percentatge de pes corporal perdut va ser de l'11,1% als 6 dies posteriors al repte. En canvi, la immunització pSARS2-S va protegir els hàmsters de la pèrdua de pes corporal (Figura 6D). A més, els títols de virus infecciosos i el nombre de còpies d'ARN viral al grup pSARS2-S van mostrar reduccions de 2,29 i 1,37 log10 en comparació amb el grup de control de vectors (Fig 6E i 6F). Aquests resultats suggereixen que la immunització pSARS2-S confereix protecció contra la infecció per SARS-CoV-2 als hàmsters sirians.

Fig 6. Prophylactic efficacy of SARS-CoV-2 S DNA vaccine in SARS-CoV-2-infected hamsters.  (A) Time course of DNA vaccination and SARS-CoV-2 challenge. Syrian hamsters were intramuscularly immunized twice at a 3-week interval with 100 μg of control, pSARS-S or pSARS2-S, followed by electroporation. Serum samples were collected by retroorbital blood sampling at weeks 4 and 6 after the first immunization. At 4 weeks after the second immunization, Syrian hamsters were intranasally challenged with 105 TCID50 SARS-CoV-2. (B) Antibodies against the SARS-CoV-2 full-length spike protein were evaluated by ELISA. (C) Vaccine-induced neutralizing activity against SARS-CoV-2 was evaluated by neutralization assay. (D) Body weight change (%) of the hamsters was recorded every day after the SARS-CoV-2 challenge. Virus titers (E) and viral RNA copies (F) in the lungs of SARS-CoV-2-infected hamsters at 3 days post-challenge were determined by TCID50 assay and qRT-PCR, respectively. Antibody titers are presented as the mean ± SEM, and neutralization titers are expressed as the geometric mean with a 95% confidence interval. *p<0.05, ***p<0.001 by the Mann-Whitney test.

Figura 6. Eficàcia profilàctica de la vacuna d'ADN SARS-CoV-2S en hàmsters infectats amb SARS-CoV-2-.

(A) Curs temporal de la vacunació amb ADN i el repte del SARS-CoV-2. Els hàmsters sirians es van vacunar per via intramuscular dues vegades a un interval de 3-setmanes amb 100 ug de control, pSARS-S o pSARS2-S, seguit d'electroporació. Les mostres de sèrum es van recollir mitjançant mostreig de sang retroorbital a les setmanes 4 i 6 després de la primera immunització. A les 4 setmanes després de la segona immunització, els hàmsters sirians van ser desafiats per via intranasal amb 105 TCID50 SARS-CoV-2. (B) Els anticossos contra la proteïna espiga de longitud completa SARS-CoV-2 es van avaluar mitjançant ELISA. (C) L'activitat neutralitzant induïda per la vacuna contra SARS-CoV-2 es va avaluar mitjançant un assaig de neutralització. (D) El canvi de pes corporal (%) dels hàmsters es va registrar cada dia després del repte SARS-CoV-2. Els títols de virus (E) i les còpies d'ARN viral (F) als pulmons de hàmsters infectats amb SARS-CoV-2- als 3 dies posteriors al repte es van determinar mitjançant un assaig TCID50 i qRT-PCR, respectivament. Els títols d'anticossos es presenten com a mitjana ± SEM i els títols de neutralització s'expressen com a mitjana geomètrica amb un interval de confiança del 95%. *pàg<0.05, ***p<0.001 by the Mann-Whitney test.

Discussió

S'han posat en marxa més de 80 assaigs clínics de vacunes contra la COVID-19, i els estudis d'immunogenicitat i desafiament viral en animals són passos crítics en els processos de desenvolupament de vacunes. Les vacunes d'ADN per a la infecció per SARS-CoV-2 s'han desenvolupat intensament per a diferents enfocaments de lliurament. L'electroporació és un enfocament prometedor que pot millorar el lliurament d'ADN i l'antigenicitat dels immunogens in vivo. S'han informat dos estudis sobre vacunes d'ADN, per Yu et al. [13] i Smith et al. [12]. Yu et al. found that rhesus macaques immunized with naked DNA encoding full-length S protein (without electroporation) exhibited >3.1 reduccions log10 de les càrregues virals en el rentat broncoalveolar després del desafiament en comparació amb els controls. Smith et al. va trobar que la immunització de ratolins i conillets d'índies amb INO-4800 (que codifica la proteïna S de longitud completa) amb electroporació podria provocar anticossos neutralitzants contra la infecció per SARS-CoV-2 i bloquejar la unió de la proteïna S al receptor ACE2, però ho va fer. no proporcionar dades de desafiaments amb animals. En aquest informe, hem avaluat diferents variants de candidats a la vacuna d'ADN i hem trobat que la proteïna S de longitud completa (pSARS2-S) és la més adequada per a un estudi immunològic posterior. Tot i que SARS-CoV i SARS-CoV-2 comparteixen un 76% d'homologia a les seves proteïnes S [3132], la immunització pSARS-S no pot induir anticossos contra el RBD de la proteïna SARS-CoV-2 S ni títols d'anticossos neutralitzants contra la infecció per SARS-CoV-2 (Fig 2). De fet, els anticossos anti-RBD tenen un paper important en el bloqueig de la infecció viral. Tanmateix, la immunització només amb RBD (ptRBD) va generar títols d'anticossos neutralitzants elevats en ratolins però no en hàmsters (Figs.2Hi6C). Hem especulat que aquest resultat pot ser degut al fet que el pèptid senyal (activador del teixit-plasminogen) no facilita la secreció de la proteïna RBD en hàmsters. El mecanisme detallat requereix més estudi en el futur. També vam observar que la immunització ptRBDTM (que codifica un fragment del RBD al domini transmembrana de S) va induir títols d'anticossos neutralitzants més baixos que la immunització ptRBD (Figs.2HiS1C). Els resultats poden reflectir l'estructura inestable de la proteïna RBD-TM. Per investigar més a fons les respostes immunes Th1/Th2, es van estimular esplenòcits de ratolins immunitzats amb proteïna SARS-CoV-2 S. Vam trobar que la immunització pSARS2-S va induir fortes respostes immunes esbiaixades per Th{1- amb nivells més alts de secreció d'IFN{- -després de l'estimulació (Fig 5), però la immunització pSARS-S només va induir nivells baixos de secreció d'IFN- -. Aquestes dades van indicar que la reactivitat creuada de les respostes de les cèl·lules T entre la proteïna espiga de SARS-CoV i SARS-CoV-2 no és alta (Fig 5). A més, l'assaig IFN-ELISPOT va revelar que es van detectar menys respostes de cèl·lules T contra la regió S1 en ratolins C57BL/6 i BALB/c immunitzats amb pSARS-S (S2 Fig), que també es recolza en l'estudi de Smith [12]. Aquestes dades indicaven que la vacuna contra el SARS pot no proporcionar un efecte protector total contra la infecció per SARS-CoV-2. El desenvolupament de vacunes d'ADN és important per a una resposta ràpida a la infecció pandèmica per coronavirus. Per tant, l'èxit de la vacuna d'ADN contra SARS-CoV-2 es podria aplicar a altres malalties infeccioses emergents.

Les diferents construccions utilitzades a les vacunes d'ADN SARS-SoV-2 van induir diferents nivells de títols d'anticossos neutralitzants. La seqüència líder de tPA s'ha utilitzat per augmentar l'expressió i la secreció d'antigen en vacunes d'ADN.213335]. Tanmateix, la seqüència líder de tPA no va augmentar significativament els títols d'anticossos en aquest informe. Per augmentar encara més l'eficàcia de la vacuna, es podrien utilitzar diferents seqüències líders per substituir la seqüència líder nativa de la proteïna espiga. La seqüència líder d'IgE es va utilitzar a la vacuna d'ADN INO-4800 i a la vacuna MERS-CoV [512]. A més, la seqüència de proteïnes de punta modificada també pot augmentar la immunogenicitat de la vacuna. S'ha dissenyat una proteïna espiga estabilitzada mutant el lloc de la furina i altres regions per generar una estructura de prefusió (S-2P) que pot augmentar l'expressió de la proteïna espiga ~10-fold [36]. Una vacuna d'ADN ideal hauria d'optimitzar la construcció i el sistema de lliurament d'ADN plasmidi per augmentar el nivell d'expressió de proteïnes.

Desert ginseng—Improve immunity

cistanche tubulosa: millora el sistema immunitari

Els models animals són fonamentals per al desenvolupament de la vacuna contra la COVID-19. S'han utilitzat diversos models animals per avaluar l'eficàcia de les vacunes COVID-19, inclosos els primats no humans [1337], ratolins transgènics ACE2 humans [38] i hàmsters sirians [39]. El hàmster sirià ACE2 té una gran similitud amb l'ACE2 humà, i la seva afinitat d'unió amb la proteïna S del SARS-CoV-2 es va predir més alta que l'ACE2 del ratolí.40]. Aquesta és la raó per la qual es van utilitzar ratolins transgènics ACE2 humans com a models de desafiament SARS-CoV-2, però no ratolins de tipus salvatge. Els estudis de transmissió del SARS-CoV-2 han demostrat que el virus pot infectar eficientment hàmsters ingènus mitjançant el contacte directe o mitjançant aerosols [41]. La infecció intranasal del SARS-CoV-2 es pot replicar i induir la patogènesi als pulmons dels hàmsters sirians.30]. This study and previous reports also showed that SARS-CoV-2 infection caused approximately a 10% reduction in the initial body weight of hamsters. Clinical manifestations of patients with COVID-19, including changes in smell and taste, and severe respiratory distress, might be accompanied by weight loss (>reducció del 5% respecte a la línia inicial), que es va associar amb una durada més llarga de la malaltia [42]. Aquestes troballes indiquen que el hàmster sirià també és un model animal adequat per a l'avaluació de vacunes COVID-19. A partir de la disponibilitat de models animals, vam triar hàmsters com a model de repte SARS-CoV-2 per avaluar l'eficàcia de la vacuna. Les nostres dades van demostrar que la immunització amb pSARS2-S, però no amb ptRBD, pot induir títols elevats d'anticossos IgG anti-Spike i títols d'anticossos neutralitzants (Fig 6B i 6C). En conseqüència, els hàmsters immunitzats amb pSARS2-S, però no els hàmsters immunitzats amb ptRBD, van generar respostes immunes contra el repte SARS-CoV-2. Hem observat que la immunització amb ptRBD podria induir nivells elevats de títols d'anticossos neutralitzants en ratolins, però no en hàmsters. Els resultats contradictoris poden ser perquè RBD sol no s'expressa de manera estable en hàmsters. El model de hàmster també es va utilitzar per avaluar la vacuna COVID-19 basada en vectors del serotip 26 (Ad26). Una única immunització amb la vacuna basada en vectors Ad26 que expressa una proteïna espiga estabilitzada per SARS-CoV-2 que va provocar respostes d'anticossos neutralitzants i protegida contra la infecció per SARS-CoV-2 va induir pèrdua de pes, mortalitat parcial i replicació viral. al pulmó [39]. Aquests resultats van indicar que el model de hàmster és adequat per avaluar l'eficàcia de les vacunes COVID-19.

Molts esforços de desenvolupament de vacunes contra el SARS-CoV-2 es basen en l'experiència de recerca de MERS-CoV i SARS-CoV. A nivell mundial, s'han aprovat diverses vacunes contra la COVID-19 per a un ús emergent el desembre de 2020, incloses les vacunes basades en vectors d'ARN i adenovirus COVID-19. S'han discutit els avantatges i desavantatges de diferents plataformes de vacunes [43]. Les vacunes de vectors d'adenovirus poden provocar respostes immunitàries més fortes que les vacunes d'ADN i ARNm, però la seva eficàcia de la vacuna es podria reduir a través d'una immunitat preexistent contra els vectors ad.44]. En comparació amb la vacuna d'ADN, la vacuna d'ARNm necessita una temperatura molt baixa per a l'emmagatzematge i el transport.45]. Per tant, la vacuna d'ADN podria ser una plataforma potencial de vacuna, especialment durant l'ús d'emergència.

El nostre estudi suggereix la possibilitat d'una vacuna d'ADN per a ús humà. Estudis posteriors podrien investigar l'eficàcia d'aquesta vacuna d'ADN administrada mitjançant injecció intradèrmica (ID), que és més convenient per a l'aplicació clínica, perquè l'agulla per a la injecció IM té una profunditat d'aproximadament 18 mm en humans i afecta més teixits que la injecció ID per EP. A més, l'eficàcia de la vacuna s'hauria de provar en ratolins d'edat avançada com a model per a humans grans, perquè aquesta població es veu especialment afectada quan s'infecta pel SARS-CoV-2. Estudis anteriors van demostrar que la resposta de les cèl·lules Th2 s'ha associat amb una malaltia respiratòria millorada (VAERD) després de la vacunació de vacunes de virus inactivats contra el VRS.46], virus del xarampió [47] i SARS-CoV [2748]. En canvi, hi ha casos menys greus de SARS-CoV derivats de la inducció de la resposta de les cèl·lules Th1 que s'han informat.49]. Per tant, les fortes respostes immunes esbiaixades de Th1- induïdes per la vacuna d'ADN suggereixen que és poc probable que els efectes secundaris siguin un problema important [50]. A més d'això, s'han plantejat preocupacions sobre les vacunes basades en proteïnes a causa de l'ús de sal d'alumini o d'adjuvants tipus emulsió d'oli en aigua, que condueixen a respostes immunitàries esbiaixades per Th2- i augmenten els possibles efectes secundaris.5152]. En resum, la vacuna d'ADN COVID-19 pot tenir un paper important en el control de la pandèmia COVID-19 en un futur proper.

Referències

  1. Pak A, Adegboye OA, Adekunle AI, Rahman KM, McBryde ES, Eisen DP. Conseqüències econòmiques del brot de COVID-19: la necessitat de preparar-se per a epidèmies. Front de Salut Pública. 2020;8:241. pmid: 325743072. Centre de Ciència i Enginyeria de Sistemes (CSSE) [Internet]. Tauler de control de la COVID-19. Universitat Johns Hopkins. [citat l'11 de febrer de 2021]. Disponible des de:
  2. 3.Buchholz UJ, Bukreyev A, Yang L, Lamirande EW, Murphy BR, Subbarao K, et al. Aportacions de les proteïnes estructurals del coronavirus de la síndrome respiratòria aguda severa a la immunitat protectora. Proc Natl Acad Sci US A. 2004;101(26):9804–9. pmid: 15210961
  3. 4. Yang ZY, Kong WP, Huang Y, Roberts A, Murphy BR, Subbarao K, et al. Una vacuna d'ADN indueix la neutralització del coronavirus SARS i la immunitat protectora en ratolins. Naturalesa. 2004;428(6982):561–4. pmid: 15024391
  4. 5. Muthumani K, Falzarano D, Reuschel EL, Tingey C, Flingai S, Villarreal DO, et al. Una vacuna d'ADN de proteïnes anti-espiga de consens sintètic indueix una immunitat protectora contra el coronavirus de la síndrome respiratòria de l'Orient Mitjà en primats no humans. Sci Transl Med. 2015;7(301):301ra132. pmid: 26290414
  5. 6. Vacunes de Krammer F. SARS-CoV-2 en desenvolupament. Naturalesa. 2020;586(7830):516–27. pmid: 32967006
  6. 7. Khalaj-Hedayati A. Immunitat protectora contra els candidats a la vacuna de la subunitat SARS basats en la proteïna Spike: Lliçons per al desenvolupament de la vacuna contra el coronavirus. J Immunol Res. 2020;2020:7201752. pmid: 32695833
  7. 8.Lu B, Tao L, Wang T, Zheng Z, Li B, Chen Z, et al. Respostes immunitàries humorals i cel·lulars induïdes per vacunes d'ADN 3a contra la síndrome respiratòria aguda severa (SARS) o coronavirus semblant al SARS en ratolins. Clin Vaccine Immunol. 2009;16(1):73–7. pmid: 18987164
  8. 9.Bower JF, Yang X, Sodroski J, Ross TM. Obtenció d'anticossos neutralitzants amb vacunes d'ADN que expressen trímers de glicoproteïnes d'embolcall de tipus 1 del virus de la immunodeficiència humana estabilitzats solubles conjugats a C3d. J Virol. 2004;78(9):4710–9. pmid: 15078953
  9. 10. Zakhartchouk AN, Viswanathan S, Moshynskyy I, Petric M, Babiuk LA. Optimització d'una vacuna d'ADN contra el SARS. ADN Cel·lular Biol. 2007;26(10):721–6. pmid: 17665998
  10. 11.Gary EN, Weiner DB. Vacunes d'ADN: el prime time és ara. Curr Opin Immunol. 2020;65:21–7. pmid: 32259744
  11. 12. Smith TRF, Patel A, Ramos S, Elwood D, Zhu X, Yan J, et al. Immunogenicitat d'una vacuna d'ADN candidata a la COVID-19. Nat Commun. 2020;11(1):2601. pmid: 32433465
  12. 13.Yu J, Tostanoski LH, Peter L, Mercado NB, McMahan K, Mahrokhian SH, et al. Protecció de la vacuna d'ADN contra SARS-CoV-2 en macacs rhesus. Ciència. 2020;369(6505):806–11. pmid: 32434945
  13. 14.Jorritsma SHT, Gowans EJ, Grubor-Bauk B, Wijesundara DK. Mètodes de lliurament per augmentar la captació cel·lular i la immunogenicitat de les vacunes d'ADN. Vacuna. 2016;34(46):5488–94. pmid: 27742218
  14. 15. Kudchodkar SB, Choi H, Reuschel EL, Esquivel R, Jin-Ah Kwon J, Jeong M, et al. Resposta ràpida a una malaltia infecciosa emergent: lliçons apreses del desenvolupament d'una vacuna d'ADN sintètic dirigida al virus Zika. Els microbis infecten. 2018;20(11–12):676–84. pmid: 2955534516.Adam L, Tchitchek N, Todorova B, Rosenbaum P, Joly C, Poux C, et al. Signatura molecular i cel·lular innata a la pell que precedeix les respostes de llarga durada de les cèl·lules T després de la vacunació amb ADN electroporat. J Immunol. 2020;204(12):3375–88. pmid: 32385135
  15. 17. Lin F, Shen X, McCoy JR, Mendoza JM, Yan J, Kemmerrer SV, et al. Un nou dispositiu prototip per al lliurament de la vacuna d'ADN millorada per electroporació simultàniament tant a la pell com al múscul. Vacuna. 2011;29(39):6771–80. pmid: 21199706
  16. 18. Williams M, Ewing D, Blevins M, Sun P, Sundaram AK, Raviprakash KS, et al. Immunogenicitat i eficàcia protectora millorades d'una vacuna d'ADN del dengue tetravalent mitjançant electroporació i lliurament intradèrmic. Vacuna. 2019;37(32):4444–53. pmid: 31279565
  17. 19. Ramakrishnan MA. Determinació del títol final del 50% mitjançant una fórmula senzilla. Món J Virol. 2016;5(2):85–6. pmid: 27175354
  18. 20.Corman VM, Landt O, Kaiser M, Molenkamp R, Meijer A, Chu DK, et al. Detecció del nou coronavirus del 2019 (2019-nCoV) mitjançant RT-PCR en temps real. Eurovigilància. 2020. pmid: 31992387
  19. 21. Kou Y, Xu Y, Zhao Z, Liu J, Wu Y, You Q, et al. La seqüència de senyal de l'activador del plasminogen tissular (tPA) millora la immunogenicitat de la vacuna basada en MVA contra la tuberculosi. Immunol Lett. 2017;190:51–7. pmid: 28728855
  20. 22. Xia S, Zhu Y, Liu M, Lan Q, Xu W, Wu Y, et al. Mecanisme de fusió de 2019-nCoV i inhibidors de fusió dirigits al domini HR1 a la proteïna espiga. Cell Mol Immunol. 2020;17(7):765–7. pmid: 32047258
Potser també t'agrada