Un vaccin candidat vectorisé contre le SRAS-CoV-2

La pandémie actuelle de COVID-19 est causée par le syndrome respiratoire aigu sévère-coronavirus 2 (SARS-CoV-2), un bétacoronavirus similaire à celui qui a causé le SARS-CoV et le MERS-CoV plus tôt. Les scientifiques recherchent des médicaments et des vaccins thérapeutiques pour lutter contre la propagation incessante du virus, mais jusqu'à présent, aucun n'a été établi pour être efficace. Cependant, plusieurs sont en cours d'essais cliniques dans diverses parties du monde.

Une nouvelle étude publiée sur le serveur de préimpression en ligne bioRxiv * en mai 2020 décrit un nouveau vaccin candidat.

Le SARS-CoV-2 est un virus à ARN dont le génome concerne 4 protéines structurales: la protéine enveloppe (E), la protéine spike (S), la protéine membrane (M) et la protéine nucléocapside (N). Il existe également 16 protéines non structurales et plusieurs protéines accessoires. La protéine S est le principal antigène protecteur contre lequel l'hôte produit des anticorps neutralisants et a été la cible principale de la plupart des développeurs de vaccins.

Tentatives antérieures de vaccination

Par exemple, un vaccin viral inactivé s'est révélé produire des anticorps neutralisants contre plusieurs souches du virus, protégeant les macaques contre cette infection. Un vaccin chimpanzé adéno-vectorisé (ChAD) contenant le gène S complet du virus a produit des réactions cellulaires et humorales chez les macaques. Pourtant, il n'a pas pu atténuer complètement les caractéristiques cliniques, bien qu'il ait entraîné une baisse significative de la gravité de la pneumonie.

Un échec similaire a été observé avec le vaccin ChADOx1 nCoV-19, qui a permis au virus actuel de se répliquer dans le nez, avec ses implications sinistres de personnes vaccinées propageant toujours le virus par des éternuements.

Avantages inhérents à AOaV-1

Cependant, l'orthoavulavirus aviaire 1 (AOaV-1) présente plusieurs avantages en tant que vecteur vaccinal. D'une part, il s'agit d'un virus cytoplasmique, ce qui signifie que le génome viral ne sera pas incorporé dans le génome de l'hôte – un moyen de vaccination extrêmement sûr. Deuxièmement, l'absence de recombinaison naturelle permet une expression génétiquement stable des transgènes. Il a une gamme d'hôtes restreinte et induit une forte expression d'interféron dans les cellules de mammifères, empêchant ainsi sa réplication.

Troisièmement, l'AOaV-1 peut infecter plusieurs espèces animales, ce qui signifie qu'il peut être cultivé dans plusieurs lignées cellulaires. Avec toutes ces caractéristiques, des souches inoffensives d'AOaV-1 ont été utilisées comme vaccins atténués vivants contre de nombreuses infections virales comme la grippe, la maladie de Nipah, Ebola et la grippe aviaire.

L'hôte naturel d'AOaV-1 est aviaire et le vecteur a des antigènes différents des agents pathogènes qui infectent couramment les humains, ce qui signifie qu'il n'y a pas d'immunité humaine préexistante. Cela le rend approprié pour la transfection humaine.

L'ORF complet pour le gène S du SARS-CoV-2 a été suspendu à plus de 596 avec les signaux de transcription requis (GE, GS, IG) et inséré entre les gènes P 597 et M. La taille approximative du gène est mentionnée sous chaque gène, la division du génome 598 sur la longueur et le nombre de nucléotides dans la région intergénique est affichée 599 en haut du schéma du génome AOaV-1.

L'ORF complet pour le gène S du SARS-CoV-2 a été suspendu à plus de 596 avec les signaux de transcription requis (GE, GS, IG) et inséré entre les gènes P 597 et M. La taille approximative du gène est mentionnée sous chaque gène, la division du génome 598 sur la longueur et le nombre de nucléotides dans la région intergénique est affichée 599 en haut du schéma du génome AOaV-1.

Souche AOaV-1 recombinante

Pour la présente étude, les chercheurs ont conçu un vecteur AOaV-1 à partir d'une souche avirulente du virus, contenant la séquence antigénomique complète de l'AOaV-1 dérivée d'oiseaux sauvages atteints d'une infection asymptomatique. Au sein de ce vecteur viral, l'ensemble du gène de la protéine Spike a été exprimé à une jonction génique optimisée. Des études in vitro ont été menées pour caractériser pleinement ce vaccin, sa sensibilité aux anticorps, sa réplication et sa stabilité dans les œufs de poule embryonnés.

L'étape suivante consistait à tester l'innocuité et l'immunogénicité du vaccin à l'aide d'un modèle animal. La construction a été appelée rAOaV-1-SARS-CoV-2, et la souche de type sauvage sans l'insert du gène S a été appelée AoaV-1-wt. Les deux ont été propagés dans des œufs de poule embryonnés à l'âge de 8 jours. Ces œufs ont ensuite été sélectionnés pour identifier les virus propagés avec succès.

(B) Les cellules Vero ont été infectées par les 600 AOaV-1-wt ou rAOaV-1-SARS-CoV-2 et saintes pour l'expression des protéines HN (rouge) 601 ou S (vertes). La co-expression des deux protéines de surface est colorée en jaune dans 602 images combinées. (C) Le profil quantitatif de co-expression est marqué par une flèche et 603 montré dans le graphique linéaire.

Les cellules Vero ont été infectées par les 600 AOaV-1-wt ou rAOaV-1-SARS-CoV-2 et saintes pour l'expression des protéines HN (rouge) 601 ou S (vertes). La co-expression des deux protéines de surface est colorée en jaune dans 602 images combinées et le profil de co-expression quantitative est marqué par une flèche et 603 montré dans le graphique linéaire.

Les résultats de la propagation du vaccin recombinant

La protéine S et la protéine HN ont été identifiées dans les cellules infectées par la souche rAOaV-1-SARS-CoV-2, ce qui a montré que le vaccin recombinant pouvait exprimer à la fois la protéine S transgénique et ses propres protéines de croissance.

La réplication d'AOaV-1 ne peut se produire qu'après clivage de sa protéine F par des protéases cellulaires. Pour savoir si la trypsine exogène ou des protéases similaires étaient nécessaires pour l'infectiosité de ce virus, les chercheurs ont utilisé la souche recombinante et la souche de type sauvage pour infecter les cultures cellulaires en l'absence de trypsine.

Le virus recombinant s'est répliqué et s'est propagé aux cellules non infectées voisines dans les 12 heures, jusqu'à 90% des cellules étant infectées dans les 2 jours suivant l'infection. La plupart des cellules exprimaient à la fois les protéines HN et S. La lente propagation de l'infection a été confirmée par la dynamique de fluorescence cumulative, qui a identifié soit la protéine HN soit la protéine S et a ainsi montré la présence des deux à la surface des cellules infectées.

Ainsi, le vaccin recombinant, ainsi que le virus de type sauvage se sont répliqués activement et se sont propagés dans une mesure comparable sans trypsine exogène, exprimant à la fois des gènes natifs et étrangers dans les cellules hôtes.

L'incorporation de la protéine S dans le virus recombinant a conduit à sa neutralisation par l'antisérum anti-SARS-CoV-2 et plus fortement par l'antisérum anti-AOaV-1, à environ 40% et 90% respectivement.

Enfin, l'étude a montré que la protéine S était exprimée de manière stable dans le vaccin recombinant même après plusieurs passages dans les œufs embryonnés de poulet, mais les caractéristiques de croissance in vitro ont été maintenues dans une large mesure.

Adéquation du vecteur viral pour le développement de vaccins

Globalement, par conséquent, le vaccin candidat est fortement atténué chez les espèces de primates et est prétesté. Il peut exprimer la protéine S antigénique, est capable de se propager et de se répliquer de manière stable au cours de plusieurs passages successifs dans des œufs de poule embryonnés, tout en conservant des caractéristiques de croissance normales in vitro. Cela lui confère «le potentiel d'accélération du développement d'un vaccin contre CoVID-19 pour des études cliniques».

*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, orienter la pratique clinique / les comportements liés à la santé, ou traités comme des informations établies.

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