Univerzální potrubí pro design vakcíny by mohlo chránit před vznikajícími varianty SARS-CoV-2 a dalšími

Většina vakcín je navržena tak, aby poskytovala imunitu proti pouze jednomu patogenu. Vakcíny pro kuřecí neštovice (způsobené virem varicella-zoster) byly vyvinuty pouze pro boj proti této jedné nemoci.

V důsledku pandemie Covid-19 se však vědci z imunitního systému po celém světě snaží překročit tradiční vakcíny proti jednomu patogenu.

„Náš potrubí je tento přístup náročný,“ říká Alba Grifoni, Ph.D., výzkumný asistentka na imunologii La Jolla Institute pro imunologii (LJI).

Jako oni zpráva v BuňkaGrifoni a její kolegové vyvinuli výzkumné plynovod, který podpoří vývoj „univerzálních vakcín“. Tyto vakcíny by se zabývaly širokými virovými rodinami a mutovaly virové varianty. Pokud by byl tento přístup úspěšný, mohl by vést k vakcínám s mocí neutralizovat vznikající varianty SARS-CoV-2 a mnoho dalších virů s pandemickým potenciálem.

Věda o univerzálních vakcínách

Mnoho virů patří do velkých virových rodin a sdílejí podobnost rodiny. Virus, který způsobuje Covid-19, zvaný SARS-CoV-2, je typem koronaviru (COV je pro koronaviru krátký). To znamená, že SARS-CoV-2 úzce souvisí s běžnými chladnými koronaviry, stejně jako Mers Coronavirus (MERS-CoV) a SARS Coronavirus (SARS-CoV).

Všechny tyto koronaviry sdílejí určité „konzervované“ Proteinové sekvence které zůstaly stejně jako viry se vyvinuly. Tyto úzce příbuzné viry sdílejí mnoho stejných rysů a jsou rozpoznávány některými stejnými T buňkami. T buňky jsou bílé krvinky které mohou rozpoznat a zabíjet buňky infikované virem, aby se zabránilo šíření infekce.

V předchozích studiích vědci LJI zjistili, že některé zkřížené T buňky mohou detekovat tato konzervovaná místa, nazývaná epitopy, aby se cílily jak SARS-CoV-2, tak s běžné studené koronaviry.

Grifoniho laboratoř pracuje na zmapování těchto konzervovaných epitopových oblastí. Tato práce je rozhodující pro vývoj univerzálního koronaviru vakcína. Jakmile vědci vědí, kde by měly T buňky zasáhnout, mohou vyvinout vakcíny, které poskytují účinnou imunitu T buněk proti mnoha druhů koronavirů – včetně variant, které se ještě neobjevily.

„Je důležité vyvolat neutralizační protilátkovou odpověď,“ říká Grifoni. „Ale ukázali jsme, že T buňky jsou mnohem stabilnější v kontextu virových variant, a to proto, že T buňky se dívají na všechny proteiny viru.“

Používání vědy o datech k boji proti Covid-19

Vědci si jsou vědomi konzervovaných epitopů T buněk koronaviru, včetně některých epitopů na proteinu koronaviru. Je však těžší studovat, která z těchto epitopů vyvolává nejsilnější reakci T buněk, a vědci věděli, že se skrývají další slibné epitopy experimentální data.

Pro nalezení těchto konzervovaných epitopových regionů Grifoni a její tým extrahovali a analyzovali data z databáze imunitních epitopů (IEDB), veřejného zdroje navrženého a vedeným vědci LJI. IEDB poskytla údaje o více než 200 epitopech koronaviru odkrytých vědci v laboratořích po celém světě.

Grifoni úzce spolupracoval s virology v J. Craig Venter Institute (JCVI), aby porovnal podobnosti mezi epitopy z různých druhů koronavirů. Vědci použili kombinaci bioinformatických nástrojů, včetně Umělá inteligence (Ai) přístupy, hledat skryté podobnosti mezi koronaviry.

Jakmile Grifoni a její kolegové měli své výsledky, porovnali, jak T buňky rozpoznávají různé koronavirové epitopy, včetně epitopů na virovém proteinu „hrotu“ a ty mimo protein Spike. Odkrytí této aktivity T buněk dává vědcům důležitý průvodce, jak zacílit na koronaviry prostřednictvím zkřížené reakce T buněk.

„Myšlenka je taková, že pokud se objeví nový koronavirus, možná nebudeme schopni chránit před infekcí, ale můžeme být schopni chránit před hospitalizací,“ říká Grifoni.

Grifoni přemýšlí o větším obrázku. Říká, že tato studie koronaviru ukazuje přesnost a užitečnost nového výzkumného plynovodu. Vědci by mohli použít stejný proces k určení konzervovaných epitopů T buněk napříč různými respiračními viry (jako jsou paramyxoviry, včetně spalniček a viru NIPAH nebo enteroviry, včetně A71 a D68) a dokonce i virových druhů, které způsobují virové druhy hemoragické horečky (jako je virus Lassa a Junin virus).

„Naše laboratoř spolupracuje s výzkumnými skupinami, které se zajímají o mnoho různých virových rodin,“ říká Grifoni. „Musíme zaplnit mezery v znalostech.“