Le nouveau candidat vaccin sous-unitaire trimérique de Clover Biopharma prévient le COVID-19 chez les singes

Des chercheurs de Clover Biopharmaceuticals, de l'Académie chinoise des sciences et des Instituts nationaux chinois pour le contrôle des aliments et des médicaments (NIFDC) rapportent un candidat vaccin sous-unitaire trimérique similaire à la protéine de pointe du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2). Le candidat vaccin a produit un taux élevé d'anticorps neutralisants dans des modèles animaux. Les macaques rhésus immunisés avec le candidat vaccin ont montré une charge virale réduite dans les poumons. La recherche est publiée sur le serveur de pré-impression bioRxiv*.

L'une des stratégies les plus importantes pour empêcher la propagation de la pandémie de COVID-19 est le développement de vaccins. Tout futur vaccin contre le SRAS-CoV-2 doit être efficace, sûr et facile à développer et à fabriquer.

Certains des types de vaccins en cours de développement pour le COVID-19 comprennent les vaccins à ARNm et ADN, le virus SARS-CoV-2 inactivé et les vecteurs viraux à base d'adénosine. De nombreux candidats sont à différents stades d'essais cliniques.

Un défi majeur dans le développement d'un vaccin efficace contre un virus à ARN est la difficulté à induire des anticorps neutralisants largement, comme on le voit avec les vaccins anti-VIH. En outre, avec les virus qui affectent le système respiratoire, comme le SRAS-CoV-2, il existe un risque de maladie respiratoire accrue associée au vaccin.

Expression et caractérisation de haut niveau du S-Trimer. (A) Représentations schématiques de la protéine SARS-CoV-2 Spike (S) pleine longueur et l'ectodomaine de la protéine de fusion protéine-Trimer-Tag de SARS-CoV-2 S de type sauvage (S-Trimer). (B) Illustration 2-D schématique de S-Trimer avec la protéine Spike homotrimérique dans la conformation de préfusion. (C) Réduction de l'analyse SDS-PAGE avec coloration au bleu de Coomassie de l'expression de haut niveau de S-Trimer en tant que protéine sécrétée à partir de cellules CHO dans une culture sans sérum Fed-batch bioréacteur 15L sur 11 jours (10 μL de milieu clarifié ont été chargés pour chaque échantillon) avec un étalon purifié (Std). (D) S-Trimer est un homo-trimère à liaison disulfure tel qu'analysé par SDS-PAGE avec coloration au bleu de Coomassie dans des conditions non réductrices (-ME) et réductrices (+ ME). On a montré que le S-Trimer était partiellement clivé à la jonction S1 / S2 comme indiqué. (E) S-Trimer est fortement N-glycosylé. Analyse de S-Trimer avant et après déglycosylation avec la PNGase F (-N) et la PNGase F & Endo-O (-O) par SDS-PAGE avec coloration au bleu de Coomassie sous condition réductrice (+ ME). (F) Analyse SEC-HPLC de la pureté du S-Trimer avec un PM d'environ 700 Kda, et une petite fraction de SI clivé a été montrée détachée du S-Trimer comme indiqué. (G) Détermination de l'affinité de liaison entre S-Trimer et ACE2-Fc humain par interférométrie ForteBio BioLayer.

Expression et caractérisation de haut niveau du S-Trimer. (A) Représentations schématiques de la protéine SARS-CoV-2 Spike (S) pleine longueur et l'ectodomaine de la protéine de fusion protéine-Trimer-Tag de SARS-CoV-2 S de type sauvage (S-Trimer). (B) Illustration schématique en 2D de S-Trimer avec la protéine de Spike homotrimérique dans la conformation de préfusion. (C) Réduction de l'analyse SDS-PAGE avec coloration au bleu de Coomassie de l'expression de haut niveau de S-Trimer en tant que protéine sécrétée à partir de cellules CHO dans une culture sans sérum Fed-batch bioréacteur 15L sur 11 jours (10 μL de milieu clarifié ont été chargés pour chaque échantillon) avec un étalon purifié (Std). (D) S-Trimer est un homo-trimère à liaison disulfure tel qu'analysé par SDS-PAGE avec coloration au bleu de Coomassie dans des conditions non réductrices (-ME) et réductrices (+ ME). Il a été montré que le S-Trimer était partiellement clivé à la jonction S1 / S2 comme indiqué. (E) S-Trimer est fortement N-glycosylé. Analyse du S-Trimer avant et après déglycosylation avec la PNGase F (-N) et la PNGase F & Endo-O (-O) par SDS-PAGE avec coloration au bleu de Coomassie sous condition réductrice (+ ME). (F) Analyse SEC-HPLC de la pureté du S-Trimer avec un PM d'environ 700 Kda, et une petite fraction de SI clivé a été montrée détachée du S-Trimer comme indiqué. (G) Détermination de l'affinité de liaison entre le S-Trimer et l'ACE2-Fc humaine par interférométrie ForteBio BioLayer.

Protéine trimérique comme la protéine de pointe du SRAS-CoV-2

Le virus SARS-CoV-2 se lie aux cellules hôtes en utilisant la protéine de pointe trimérique. Cet antigène trimérique se lie à l'enzyme de conversion de l'angiotensine 2 (ACE2) produite par les cellules hôtes, aidant le virus à pénétrer dans la cellule hôte.

Dans un nouveau rapport, les chercheurs rapportent une technologie permettant de produire une protéine trimérique, S-Trimer, comme la protéine de pointe du virus, qui peut produire des anticorps lors d'une infection dans les cellules hôtes.

Pour produire le S-Trimer, les chercheurs ont utilisé la technologie Trimer-Tag, qui a été rapportée précédemment. En utilisant cette technologie, ils ont produit des clones de la protéine de pointe SARS-CoV-2 en utilisant de l'ADNc après transfection dans des cellules CHO, qui s'auto-trimérisent via des liaisons disulfure. Ils ont purifié la protéine S-Trimer en utilisant la haute affinité de Trimer-Tag pour Endo180, un récepteur de collagène.

Le candidat vaccin S-Trimer a la séquence complète de la protéine de pointe SARS-CoV-2 de type sauvage et a une forte affinité pour le récepteur ACE2. Les auteurs écrivent que leur schéma de purification du S-Trimer, produisant 500 mg / L, peut permettre de produire annuellement plusieurs milliards de doses dans 2000 L. bioréacteurs.

Ensuite, les scientifiques ont utilisé le S-Trimer pour détecter si des anticorps dirigés contre les protéines de pointe du SRAS-CoV-2 étaient présents dans les sérums de 41 patients qui se sont rétablis après COVID-19. Ils ont trouvé un taux élevé d'anticorps liés au S-Trimer.

Ils ont également trouvé un niveau plus élevé d'anticorps chez les patients atteints d'une maladie grave et des niveaux inférieurs chez les patients atteints d'une maladie bénigne. Cependant, de nombreux patients, en particulier avec une maladie bénigne, n'avaient pas d'anticorps se liant à ACE2, ce qui suggère que les anticorps peuvent cibler non seulement les domaines de liaison aux récepteurs (RBD) mais également d'autres domaines du virus.

Cela suggère que les patients qui développent une réponse rapide des lymphocytes T peuvent ne pas avoir besoin de niveaux élevés d'anticorps pour neutraliser le virus. Il a déjà été rapporté que les patients atteints d'une maladie bénigne développent une forte immunité aux cellules T, tandis que les patients atteints d'une maladie grave ont des cellules T très faibles.

Immunité chez les singes

Les auteurs ont d'abord testé la réponse immunitaire au S-Trimer chez la souris. Lorsqu'ils sont utilisés avec un adjuvant, comme AS03 et CpG 1018 avec de l'alun, les taux d'anticorps neutralisant les pseudovirus et compétitifs avec ACE2 étaient similaires ou supérieurs à ceux des sérums humains.

Ensuite, ils ont administré le S-Trimer avec des adjuvants aux macaques rhésus pour étudier la réponse immunitaire. Après deux doses du candidat vaccin, à 21 jours d'intervalle, les animaux ont été exposés au SRAS-CoV-2 35 jours après la première dose.

Les macaques ont montré des niveaux élevés d'anticorps neutralisants et de liaison, le nombre augmentant après la deuxième dose. Bien que le CpG 1018 plus l'adjuvant d'alun ait montré des niveaux d'anticorps inférieurs à ceux des sérums humains par rapport à celui de AS03, les animaux avec l'ancien adjuvant ont développé une réponse lymphocytaire plus rapide et plus durable, qui est restée élevée 7 jours après l'infection.

Les animaux qui n'ont pas reçu le S-Trimer et les adjuvants ont présenté une perte de poids corporel rapide d'environ 8% en 7 jours après l'infection, tandis que les autres animaux n'ont pas perdu de poids et n'ont pas eu de fièvre. Les macaques qui ont reçu des doses du candidat vaccin ont également montré de faibles charges virales dans les tissus pulmonaires, la gorge et les prélèvements nasaux.

L'AS03 et le CpG 1018 plus des adjuvants d'alun ont induit des niveaux suffisants de protection contre le SRAS-CoV-2 chez les singes, et il n'y a pas eu d'augmentation de la maladie.

«Collectivement, ces résultats soutiennent l'avancement du S-Trimer avec adjuvant à travers des études cliniques humaines pour démontrer davantage l'innocuité, l'immunogénicité et l'efficacité du vaccin», écrivent les auteurs.

La production recombinante de S-Trimer à l'aide de Trimer Tag peut également être rapidement augmentée, écrivent les auteurs, et le vaccin peut être conservé entre 2 et 8 ° C et n'a pas besoin d'être conservé dans des congélateurs.

Les essais cliniques de phase I du vaccin candidat ont débuté en juin 2020 et d'autres phases sont prévues.

*Avis important

bioRxiv publie des rapports scientifiques préliminaires qui ne sont pas évalués par des pairs et, par conséquent, ne doivent pas être considérés comme concluants, guider la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.

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