科学家距离抗适应的COVID-19疫苗又近了一步

SARS-CoV-2
图片来源:Unsplash/CC0公共领域

宾夕法尼亚州立大学医学院的一项研究表明,一种疫苗设计方法既可以预防新变体的SARS-CoV-2(导致COVID-19的病毒),也可能预防其他冠状病毒,距离实现又近了一步。科学家们利用SARS-CoV-2病毒中不太容易突变的区域来设计一种叫做免疫原的蛋白质,这种蛋白质可以引发免疫反应。

SARS-CoV-2表面这是一种主要的抗体靶点,它允许病毒通过与一种叫做血管紧张素转化酶2的受体接触而进入宿主细胞。现有的疫苗以刺突的受体结合域(RBD)为靶点但RBD对突变的易感性为病毒提供了逃离中和抗体的途径。

G. Thomas Passananti教授、药理学研究副主任Nikolay Dokholyan说:“由于刺突蛋白对突变的易感性,各种担忧不断出现。”“我们确定了刺突蛋白中最不可能发生突变的区域,并利用这一信息来设计新的蛋白质,这些蛋白质可以用于开发一种疫苗,不仅可以更广泛地防止未来的COVID-19变体,还可以防止其他相关的冠状病毒。”

就在美国疾病控制和预防中心批准一种新的双价COVID-19疫苗几周后,研究人员发表了一项关于免疫原的设计和效力的研究,这些免疫原以不同的方式针对病毒。与目前市场上的疫苗不同,这些免疫原是基于刺突蛋白的保守区域设计的,这些区域不太容易发生突变。

该团队通过使用计算生物学来识别刺突蛋白的三个区域,在可能发生的数百万个理论突变中保持保守,从而设计了免疫原。这些区域被称为表位,然后被匹配和嫁接,或附着在蛋白质支架上,提供稳定性在解决方案。然后通过各种设计修改,包括稳定突变,对免疫原进行结构优化。用计算机模拟来测试免疫原的稳定性。Dokholyan之前描述过这种计算生物学方法

“蛋白质是复杂的结构,可以抵御自然界中各种各样的物理和化学挑战,”药理学博士后学者Yashavantha Vishweshwaraiah说,他也是这篇论文的第一作者。表位是蛋白质的小片段,在溶液中自身不稳定,因此需要将它们嫁接到更大的蛋白质上以保持稳定性。这与花(表位)需要其茎()才能生存。花可能是兴趣的一部分,但没有茎,它是无法生存的,茎提供结构和支持。”

该团队使用了重组表达技术,在这种技术中,细菌被赋予制造蛋白质的遗传指令,从而创造出实际设计的免疫原。然后,这些蛋白质被提纯并在实验室中进行研究,以确保它们与虚拟对应物紧密匹配。最后,研究人员开发了四种稳定的免疫原设计,用于给小鼠免疫,然后小鼠产生了针对SARS-CoV-2的抗体。每种设计都产生了不同程度的抗体,但ED2设计产生了强大的免疫反应。

通过进一步的测试,研究人员发现这些抗体与SARS-CoV-2刺突蛋白结合。他们还利用自己开发的专门化学测试,评估了ED2免疫原与人类COVID-19患者血清样本结合的效果。他们发现,COVID-19患者血清样本中的抗体能够与ED2免疫原结合,这表明它们也可能用于诊断应用。研究方法和结果发表在杂志上先进功能材料10月3日。

据研究人员称,将进行进一步的研究,以优化免疫原的设计和免疫反应。一旦完善,它们有一天可能被用作临床试验的候选疫苗。

Vishweshwaraiah说:“我们的方法不仅可以用于SARS-CoV-2和其他相关病毒,也可以用于其他临床重要的致病病毒。”“据我们所知,我们是第一个基于SARS-CoV-2刺突蛋白的保守区域设计免疫原的人。设计显示出有前景的结果,(我们)将计划进一步优化它们。”

宾夕法尼亚州立医学院的Brianna Hnath, Brendan Rackley, Wang Jian和Neil Christensen;宾夕法尼亚州立大学哈克生命科学研究所的Abhinay Gontu、Suresh Kuchipudi和Neela Yennawar;北卡罗来纳大学夏洛特分校的摩根·钱德勒和基里尔·阿弗宁也对这项研究做出了贡献。


进一步探索

SARS-CoV-2刺突蛋白受体结合域的突变可能产生新的疫苗耐药变体

更多信息:Yashavantha L. Vishweshwaraiah等,抗适应SARS - CoV - 2疫苗设计,先进功能材料(2022)。DOI: 10.1002 / adfm.202206055
期刊信息: 先进功能材料

引用:科学家距离2022年10月22日从//www.pyrotek-europe.com/news/2022-10-scientists-closer-adaptation-proof-covid-vaccine.html获得的抗适应COVID-19疫苗(2022年,10月18日)又近了一步
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