Wywołana szczepieniem DNA odporność ochronna przeciwko zakażeniu SARS CoV-2 u chomików
Nov 17, 2023
Abstrakcyjny
Opracowanie skutecznych szczepionek przeciwko COVID-19 stanowi pilną potrzebę ze względu na globalne zdrowie publiczne. Białko kolczaste wirusa 2 ciężkiego ostrego zespołu oddechowego (SARS-CoV-2) jest głównym celem szczepionki przeciwko COVID-19. Aby szybko zareagować na wybuch pandemii SARS-CoV-2, nową opcją jest szczepionka na bazie kwasu nukleinowego, wykraczająca poza tradycyjną szczepionkę z inaktywowanym wirusem lub szczepionkę z rekombinowanym białkiem. Tutaj przedstawiamy szczepionkę DNA zawierającą gen kolca do dostarczania poprzez elektroporację. Geny szczytowe SARS-CoV i SARS-CoV-2 zoptymalizowano pod kątem kodonów pod kątem ekspresji w komórkach ssaczych, a następnie wklonowano do wektorów ekspresyjnych w komórkach ssaczych, zwanych odpowiednio pSARS-S i pSARS2-S. Ekspresję białka Spike potwierdzono metodą immunoblottingu po przejściowej ekspresji w komórkach HEK293T. Po immunizacji pobrano surowice do analizy miana przeciwciał swoistych dla antygenu i przeciwciał neutralizujących. Odkryliśmy, że immunizacja zarówno pSARS-S, jak i pSARS2-S indukowała podobny poziom przeciwciał przeciwko S2 SARS-CoV-2. Natomiast tylko immunizacja pSARS2-S indukowała przeciwciała przeciwko domenie wiążącej receptor SARS-CoV-2. Ustaliliśmy ponadto, że immunizacja pSARS2-S, ale nie immunizacja pSARS-S, może wywołać bardzo wysokie miano przeciwciał neutralizujących przeciwko SARS-CoV-2. Przeanalizowaliśmy dalej odpowiedzi komórek T specyficzne dla białka S SARS-CoV-2 i odkryliśmy, że odpowiedzi immunologiczne były ukierunkowane na Th1. Co ważne, szczepienie chomików przeciwko pSARS2-S może wywołać ochronną odporność na prowokację SARS-CoV-2 in vivo. Dane te sugerują, że szczepienie DNA może być obiecującą metodą ochrony przed Covid-19.

Cistanche przynosi korzyści - wzmacnia układ odpornościowy
Podsumowanie autora
SARS-CoV-2 w dalszym ciągu zagraża zdrowiu na całym świecie, a opracowanie szczepionki SARS-CoV-2 jest pilnym priorytetem mającym na celu powstrzymanie epidemii COVID-19. W tym przypadku opracowaliśmy szczepionki DNA zawierające gen kolca SARS-CoV-2 i dostarczane poprzez elektroporację. Zaobserwowaliśmy, że szczepionka DNA indukowała długotrwałą odpowiedź humoralną przeciwko SARS-CoV-2, a wywołane przeciwciała w surowicy skutecznie blokowały wiązanie RBD SARS-CoV-2 z jego receptorem wejściowym (ACE2). Co ważne, szczepionka DNA wywołała silną1-odporność immunologiczną przeciwko SARS-CoV-2, co mogłoby zapewnić efekt ochronny przy niewielkich skutkach ubocznych. Na koniec wykazaliśmy, że szczepionka DNA SARS-CoV-2 zapewnia skuteczność ochronną przeciwko infekcji SARS-CoV-2 u chomików syryjskich. Nasze odkrycia sugerują, że szczepienie DNA może być użyteczną metodą kontrolowania pandemii-19 Covid-19 w najbliższej przyszłości.
Wstęp
Pojawiająca się choroba zakaźna COVID-19, wywołana przez koronawirus 2 związany z ciężkim ostrym zespołem oddechowym (SARS-CoV-2), miała znaczący wpływ gospodarczy w krajach dotkniętych epidemią choroby w latach 2019–2020 [1] Do marca 2021 r. na całym świecie potwierdzono ponad 118 milionów przypadków wirusa-19, a ponad 2,6 miliona osób zmarło na Covid-19 [2] Globalny wskaźnik śmiertelności przypadków wynosi około 2,2%. Chociaż współczynnik śmiertelności SARS-CoV-2 jest niższy niż w przypadku zakażenia MERS-CoV i SARS-CoV, jego zdolność do przenoszenia jest większa. W grudniu 2020 r. zatwierdzono kilka szczepionek przeciwko COVID-19 do stosowania doraźnego, ale w chwili pisania tego tekstu pandemia Covid-19 pozostaje międzynarodowym zagrożeniem.

cistanche tubulosa – poprawiają układ odpornościowy
Białko Spike (S) to białko powierzchniowe wirusa, które jest odpowiedzialne za procesy przyłączania się wirusa do receptora gospodarza, enzymu konwertującego angiotensynę 2 (ACE2), wnikanie do komórki i fuzję wirusa z błoną komórkową w celu uwolnienia wirusowego RNA do komórek gospodarza. Wśród białek strukturalnych SARS-CoV dominującym antygenem, który indukuje przeciwciała neutralizujące, jest białko kolców.3] Na podstawie wcześniejszych badań nad SARS i MERS wykazano, że szczepionki oparte na białku S indukują przeciwciała neutralizujące i odpowiedź immunologiczną limfocytów T na koronawirusy oraz chronią zwierzęta przed zakażeniem wirusem [4, 5] Ze względu na wysoką immunogenność białka S może ono stanowić potencjalny cel opracowania szczepionki SARS-CoV-2 [5–7] Kandydatów na szczepionkę przeciwko-19 wirusowi Covid-19 można opracować przy użyciu inaktywowanego wirusa, rekombinowanych lub syntetycznych składników wirusa, rekombinowanego wirusa albo wirusowego mRNA lub DNA. To drugie podejście jest szczególnie atrakcyjne, ponieważ wirusowe DNA można szybko wyprodukować i łatwo dostarczyć na cały świat bez systemu łańcucha zimnego. Co więcej, w pełni syntetyczny DNA pochodzący z sekwencji kodującej białko wirusa może indukować zarówno humoralną, jak i komórkową odpowiedź immunologiczną przeciwko patogenom.8, 9].
Szczepionka DNA to idealna platforma szczepionkowa z kilkoma zaletami, w tym łatwym projektowaniem i produkcją, stabilnością w szerokim zakresie temperatur oraz niskimi kosztami produkcji. W związku z tym platforma szczepionek DNA nadaje się do szybkiej produkcji na dużą skalę podczas ognisk chorób zakaźnych. Poprzednie badania donosiły, że szczepionki DNA mogą skutecznie stymulować odpowiedzi komórkowe i humoralne przeciwko patogenom w modelach prowokacyjnych [10] Co więcej, ostatnie badania kliniczne wykazały, że szczepionki DNA są bezpiecznymi i skutecznymi kandydatami do leczenia lub zapobiegania chorobom zakaźnym, takim jak HIV-1, wirus Zika, wirus Ebola, MERS-CoV i wirusy grypy [11] W miarę jak pandemia COVID-19 rozprzestrzeniła się na całym świecie i poważnie, ostatnie badania wykazały, że szczepionki DNA wywołały odpowiedź limfocytów T specyficzną dla antygenu i przeciwciała neutralizujące, a także dodatkowo chroniły zwierzęta przed zakażeniem SARS-CoV-2 [12, 13].
Głównym wyzwaniem związanym ze szczepionkami DNA jest słaba skuteczność dostarczania DNA do komórek w celu ekspresji antygenu, a w konsekwencji niska skuteczność szczepionek. Aby zwiększyć skuteczność dostarczania DNA, można zastosować metody fizyczne lub chemiczne. Metody fizyczne obejmują strumień powietrza pod wysokim ciśnieniem (tj. Biojector), dostarczanie DNA pokrytego cząstkami złota za pomocą pistoletu genowego, układu mikroigieł i elektroporacji (EP). Metody chemiczne obejmują liposomy, wirosomy, nanocząstki i peptydy penetrujące komórki [14] W związku z epidemią wirusa Zika w 2015 r. opracowano szczepionkę DNA Zika dostarczaną metodą elektroporacji, która w ciągu 7 miesięcy została przekształcona w badanie kliniczne I fazy [15] EP w połączeniu ze szczepieniem DNA znacznie zwiększa skuteczność szczepionek DNA [16–18] Ze względu na pomyślne wyniki eksperymentów na zwierzętach po szczepieniu DNA EP, opracowano wiele różnych urządzeń do elektroporacji dla ludzi, w tym Cellectra® (Inovio Inc., USA) i TriGrid® (Ichor Medical Systems, USA).
W tym badaniu opisano szczepienie DNA za pomocą EP, które może indukować przeciwciała neutralizujące i odpowiedź immunologiczną związaną z Th1-. Chomiki immunizowane tą techniką wytworzyły przeciwciała neutralizujące przeciwko SARS-CoV-2. Co więcej, zaszczepione chomiki wykazywały odporność ochronną po ekspozycji na wirusa SARS-CoV-2.
Metody
Oświadczenie dotyczące etyki
Wszystkie protokoły doświadczeń na zwierzętach zostały zatwierdzone przez Instytucjonalny Komitet ds. Opieki i Wykorzystywania Zwierząt (IACUC) NHRI (Protokół nr: NHRI-IACUC-109077-A).
Linie komórkowe
Linię ludzkich zarodkowych komórek nerkowych HEK293T hodowano w pożywce Eagle'a modyfikowanej Dulbecco (DMEM, GIBCO) uzupełnionej 10% inaktywowaną termicznie płodową surowicą bydlęcą (FBS, HyClone), 100 U/ml penicyliny/streptomycyny (GIBCO) i 2 mM L-glutaminy (GIBKO). Komórki Vero hodowano w pożywce M199 (GIBCO) z 5% FBS w temperaturze 37°C.
Miareczkowanie wirusa
Warianty SARS-CoV-2 (hCoV-19/Taiwan/4/2020 i hCoV-19/Taiwan/78/2020 (wariant D614G)) uzyskano z Centrów Kontroli Chorób (CDC) ) w Tajwanie. Wirusa amplifikowano w komórkach Vero hodowanych w pożywce M199 uzupełnionej 2 µg/ml trypsyny TPCK (Sigma) w temperaturze 37°C. Miano wirusa określono w przeliczeniu na 50% dawkę zakaźną hodowli tkankowej (TCID50) przy użyciu standardowej metody [19] W skrócie, komórki Vero wysiano (2,4 x 104 komórek/dołek) na płytkach 96-studzienkowych i hodowano w pożywce M199 z 5% FBS w 37 stopniach przez 24 godziny, aby utworzyć monowarstwę. Następnego dnia przygotowano seryjne 10--krotne rozcieńczenia i rozcieńczony wirus (100 µl/studzienkę) dodano do monowarstw komórek Vero w ośmiu powtórzeniach na rozcieńczenie. Po 4 dniach inkubacji w temperaturze 37°C rejestrowano wywołane wirusem efekty cytopatyczne (CPE) w każdej studzience, a wyniki wyrażono jako TCID50/ml zgodnie z metodą Reeda i Muencha. Wszystkie eksperymenty z SARS-CoV-2 przeprowadzono w laboratorium na poziomie bezpieczeństwa biologicznego 3 (BSL-3) i zostały zatwierdzone przez tajwańskie CDC.

Cistanche przynosi korzyści - wzmacnia układ odpornościowy
Kliknij tutaj, aby wyświetlić produkty Cistanche Enhance Immunity
【Zapytaj o więcej】 E-mail:cindy.xue@wecistanche.com / Aplikacja Whats: 0086 18599088692 / Wechat: 18599088692
Budowa i charakterystyka plazmidu
Sekwencje DNA kodujące pełnej długości geny SARS-Spike (numer dostępu GenBank DQ412574) i geny spike SARS-CoV-2 (numer dostępu GenBank: MN908947) zoptymalizowano pod kątem użycia kodonów u myszy i zsyntetyzowano przez GenScript Biotech. Skonstruowano także różne fragmenty S (tRBD, tRBDTM, tSARS2-S, tSdTM) i amplifikowano indywidualnie metodą PCR. Wszystkie geny subklonowano do stosowanego klinicznie wektora pVAX1 z sekwencją Kozaka wbudowaną na końcu 5' genów. Plazmid transformowano do DH5 E. coli w celu amplifikacji plazmidu. Plazmidy ekstrahowano i oczyszczano przy użyciu systemu kolumn Qiagen wolnego od endotoksyn (EndoFree Plasmid Mega Kit).
Wyrażenie przejściowe i Western Blot
Komórki HEK293T transfekowano wskazanymi plazmidami DNA przy użyciu odczynnika PolyJet™ (SignaGen Laboratories) zgodnie z protokołem producenta. 24 godziny po transfekcji zebrano lizaty komórkowe i poddano elektroforezie na 8% SDS-PAGE. Białka następnie przeniesiono na membrany PVDF i przeniesiono na blot z króliczym przeciwciałem poliklonalnym przeciwko kolcom (40592-T62, Sino Biological). Jako przeciwciało drugorzędowe zastosowano przeciwciała przeciwkrólicze skoniugowane z peroksydazą chrzanową (HRP). Specyficzne białka na membranie uwidoczniono za pomocą odczynnika ECL (Thermo Scientific).
Szczepienie zwierząt
Myszy BALB/c, C57BL/6 i chomiki syryjskie otrzymano z Krajowego Centrum Hodowli i Badań Zwierząt Laboratoryjnych (Tajpej, Tajwan). Wykorzystano myszy lub chomiki w wieku od 6 do 12 tygodni. Znieczulone myszy lub chomiki zaszczepiono 100 μl roztworu zawierającego wskazane DNA w odstępie 3-tygodnia, a następnie przeprowadzono elektroporację za pomocą elektroporatora BTX (ECM830) przy użyciu dwuigłowych elektrod (średnica 5- mm ( BTX 45–0121)). Elektroporację domięśniową przeprowadzono przy stałym napięciu 75 V, z 10 impulsami o częstotliwości 50 ms/impuls i odstępach między impulsami wynoszącymi 100 ms. Próbki krwi myszy i chomików pobrano odpowiednio podżuchwowo lub zaoczodołowo. Wszystkie zwierzęta trzymano w Centrum Zwierząt Laboratoryjnych Krajowych Instytutów Badań nad Zdrowiem (NHRI) i utrzymywano zgodnie z instytucjonalnymi protokołami opieki nad zwierzętami.
Test immunologiczny
Obecność przeciwciał S-specyficznych w surowicy oznaczono metodą ELISA. W skrócie, 50 μl 4 ug/ml rekombinowanego białka (Sino Biological) w 0,1 M buforze węglanowym (pH 9,5) pokryto 96-dołkowe mikropłytki przez całonocną inkubację w 4 stopień . Pokryte płytki przemyto dwukrotnie 0,05% Tween 20 w PBS, a następnie blokowano 3% BSA w PBS w temperaturze pokojowej przez 2 godziny. Rozcieńczone surowice immunizowanych zwierząt nanoszono do dołków w temperaturze pokojowej na 2 godziny. Po dodaniu koziej anty-mysiej IgG sprzężonej z HRP (Thermo Scientific) lub skoniugowanej z HRP koziej anty-chomiczej IgG (Arigo Biolaboratorie), opracowano test przy użyciu 1-składnikowego substratu peroksydazy (KPL) SureBlue TMB. Absorbancję mierzono za pomocą czytnika ELISA przy 450 nm.
Neutralizacja infekcji wirusem SARS-CoV-2
Komórki Vero wysiano (2,4 x 104 komórek/studzienkę) na płytkach z 96-studzienkami na 24 godziny, tworząc monowarstwę. Surowice przedimmunizacyjne i surowice odpornościowe przeciwko białku S SARS-CoV-2 poddano wstępnej obróbce w temperaturze 56 stopni przez 30 minut w celu zniszczenia termolabilnych, nieswoistych substancji hamujących wirusy. Surowice rozcieńczono do początkowego rozcieńczenia 1/20 pożywką M199, dodano do studzienki zawierającej 200 TCID50 wirusa SARS-CoV-2 w objętości 0,2 ml, a następnie inkubowano w temperaturze 37 stopni przez 2 godziny. Następnie mieszaniną wirusa i surowicy zaszczepiono monowarstwy komórek Vero i inkubowano w temperaturze 37°C. Dla każdego rozcieńczenia surowicy przygotowano czterokrotne powtórzenia. Charakterystykę CPE w każdym dołku rejestrowano po 4–5 dniach inkubacji. Miano neutralizacji było proporcjonalne do najwyższego rozcieńczenia surowicy, które zapobiegło infekcji w 50% czterokrotnych zaszczepień.
Test ELISA konkurencji ACE2
Test ELISA konkursowy ACE2 przeprowadzono przy użyciu zestawu anty-SARS-CoV-2 Neutralizing Antibody Titer Serologic Assay Kit (ACROBiosystems) zgodnie z zalecanym protokołem. W skrócie, płytki z 96-studzienkami pokryto 0,5 µg/ml białka SARS-CoV-2-S RBD przez noc w temperaturze 4°C. Płytkę przemywano i blokowano buforem blokującym w temperaturze 37 stopni przez 1,5 godziny. Po trzech przemywaniach do dołków dodano biotynylowany ludzki ACE2 (0,12 µg/ml), a następnie rozcieńczono próbki surowicy i inkubowano w temperaturze 37°C przez 1 godzinę. Do wygenerowania krzywej standardowej jako odniesienia użyto przeciwciała neutralizującego anty-SARS-CoV-2 dostarczonego w zestawie. Płytkę przemyto i do każdej studzienki dodano roztwór roboczy streptawidyny-HRP na 1 godzinę w temperaturze 37°C. Następnie płytkę przemyto i wywołano test poprzez inkubację z roztworem roboczym substratu TMB w temperaturze 37 stopni przez 20 minut. Reakcję zatrzymano za pomocą dostarczonego roztworu zatrzymującego. Absorbancję mierzono za pomocą czytnika ELISA przy 450 nm. Aktywność konkurencyjną przeciwciał surowicy wyrażono jako odpowiedni poziom przeciwciała referencyjnego.
Test produkcji cytokin
Odpowiedzi komórek T oceniano za pomocą testu cytokin ELISA. Splenocyty od immunizowanych myszy wysiano na płytki z gęstością 5 x 106 komórek na dołek na płytkach z 24-dołkami. Komórki stymulowano 5 ug/ml rekombinowanego białka Spike SARS-CoV-2 (ACROBiosystems) w temperaturze 37 stopni przez 3 dni. Zebrano supernatant i zbadano go pod kątem wytwarzania cytokin. Mysie IL-2, IL-5, IL-13 i IFN- oznaczono ilościowo za pomocą testu ELISA, stosując pasujący zestaw przeciwciał (Invitrogen) zgodnie z instrukcjami producenta.
Wyzwanie dla zwierząt
Chomiki syryjskie (n=8 na grupę) immunizowano domięśniowo poprzez wstrzyknięcie igłą plazmidowego DNA (100 µg/zwierzę), a następnie przeprowadzono elektroporację BTX, jak wspomniano powyżej. Cztery tygodnie po ostatnim szczepieniu chomiki poddano donosowej prowokacji 105 TCID50 SARS-CoV-2 (hCoV-19/Taiwan/4/2020) w 50 µl w znieczuleniu izofluranem. Ich masę ciała (n=4 na grupę) rejestrowano codziennie przez 9 dni po prowokacji. Cztery chomiki w każdej grupie uśmiercono trzeciego dnia po prowokacji w celu ilościowego określenia wiremii. Aby określić miano wirusa w płucach, tkanki lewego płuca homogenizowano w 2 ml PBS przy użyciu delikatnego dyssociatora MACS® (Miltenyi Biotec). Po wirowaniu przy 600 xg przez 5 minut, sklarowany supernatant zebrano w celu miareczkowania żywych wirusów (test TCID50) i ilościowego oznaczenia wirusowego RNA.
Kwantyfikacja ładunku wirusowego RNA
Zebrano klarowny supernatant homogenizowanej tkanki lewego płuca chomików zakażonych SARS-CoV-2-w celu wykrycia wiremii. Ekstrakcję RNA przeprowadzono z supernatantu tkankowego lizowanego TRIzolem LS (Ambion), a 10 ng RNA zastosowano jako matrycę do reakcji RT-qPCR. RT-qPCR przeprowadzono w systemie QuantStudio 6 Flex Real-Time PCR System (ABI) przy użyciu zestawu KAPA PROBE FAST Universal One-Step qRT-PCR (KR1282, Roche) ze starterami i sondami specyficznymi dla SARS-CoV-2 (E_Sarbeco do przodu: ACAGGTACGTTAATAGTTAATAGCGT, E_Sarbeco do tyłu: ATATTGCAGCAGTACGCACACA, E_Sarbeco Probe: FAM-ACACTAGCCATCCTTACTGCGCTTCG-BHQ1) [20].

Korzyści z cistanche tubulosa-wzmocnić układ odpornościowy
Analiza statystyczna
Dane statystyczne wygenerowano przy użyciu oprogramowania GraphPad Prism. Istotność statystyczną różnic między grupami doświadczalnymi określono za pomocą dwustronnego testu Manna-Whitneya. Różnice uznawano za istotne statystycznie, jeśli wartość p była mniejsza lub równa 0,05.
Wyniki
Budowa plazmidów i ekspresja antygenów kandydatów na szczepionki
Wygenerowano pięć wariantów SARS-CoV-2 i jeden konstrukt SARS-CoV zawierający różne fragmenty DNA kodującego białko kolca (Ryc. 1A). Ponieważ ekspresja antygenu silnie korelowała ze skutecznością szczepionki, zaprojektowaliśmy różne fragmenty białka spike, w tym RBD (aa319-aa541), RBD do TM (aa319-aa1236) lub Spike z domeną transbłonową (TM) delecja (aa13-aa1213) z sekwencją liderową aktywacji plazminogenu tkanki ludzkiej (tPA), która może zwiększać wydzielanie antygenów [21] Domena RBD do TM może zachować domenę S2, która jest ważna dla utworzenia struktury sześciohelisowej do fuzji komórek [22, 23] Konstrukty te były następujące: pełnej długości S SARS-CoV (pSARS-S) i SARS-CoV-2 (pSARS2-S), szczyt pełnej długości z sekwencją liderową tkankowej-plazminogenu aktywator (ptSARS2-S), region RBD (ptRBD), RBD do domeny transbłonowej (ptRBDTM) i kolec z delecją domeny transbłonowej (PTSD). Wektory, pSARS-S i pSARS2-S transfekowano i wyrażano w komórkach HEK293T. Lizaty komórkowe analizowano metodą SDS-PAGE. Pełnej długości S można wykryć przy odpowiedniej masie cząsteczkowej (Ryc. 1B). Wariant S SARS2-CoV-2 z sekwencją liderową tkankowego aktywatora plazminogenu wykryto za pomocą poliklonalnego przeciwciała przeciw kolcom. Dane wykazały, że każdy wariant zaobserwowano przy oczekiwanej masie cząsteczkowej (Ryc. 1C). Poziomy ekspresji wariantów ptSARS2-S, ptRBDTM i ptSdTM były podobne, natomiast ekspresja ptRBD była wyższa we wszystkich wariantach.

Ryc. 1. Projektowanie i ekspresja wariantów konstrukcji kolców SARS-CoV i SARS-CoV-2.
(A) Schematyczny diagram wariantów konstrukcji kolców SARS-CoV i SARS-CoV-2. tPA, sekwencja liderowa z tkankowego aktywatora plazminogenu; TM, domena transbłonowa. (B, C) Analiza Western blot białka kolczastego. Komórki HEK293T transfekowano wskazanymi plazmidami (wektor, warianty pSARS-S, pSARS2-S i S połączone z sekwencją liderową tPA). Zebrano lizaty komórkowe i sondowano przeciwciałem anty-spike, a jako kontrolę wewnętrzną zastosowano przeciwciało przeciwko aktynie.
Immunogenność kandydatów na szczepionki
Aby zbadać immunogenność różnych wariantów, myszom BALB/c wstrzyknięto domięśniowo dwukrotnie w odstępie 3-tygodniowym 100 µg wektora, pSARS-S i pSARS2-S, a następnie przeprowadzono elektroporację in vivo (Ryc. 2A). Surowice pobrano w 4. i 6. tygodniu po pierwszej immunizacji. Dane wykazały, że surowice zwierząt zaszczepionych pSARS-S i pSARS2-S potrafią rozpoznać zarówno pełnej długości regiony S, jak i S2 wirusa SARS-CoV-2 o podobnych mianach przeciwciał IgG (Ryc. 2B i 2C). Natomiast surowice zwierząt zaszczepionych pSARS2-S mogą zwiększać wysokie miano przeciwciał anty-RBD (SARS-CoV-2) w 4. i 6. tygodniu (Rys. 2D), w porównaniu z grupą pSARS-S. W związku z tym surowice zwierząt zaszczepionych pSARS2-S, ale nie zwierząt zaszczepionych pSARS-S, mogą zneutralizować zakażenie SARS-CoV-2 (Ryc. 2E). Średnie geometryczne miana (log2) przeciwciał neutralizujących w grupie szczepionej pSARS2-S w 4. i 6. tygodniu wynosiły odpowiednio 9,3 i 10,3. Wyniki te wskazują, że immunizacja pSARS-S nie może wywołać przeciwciał neutralizujących krzyżowo przeciwko infekcji SARS-CoV-2. Przeciwciała specyficzne dla RBD miały kluczowe znaczenie dla neutralizacji aktywności przeciwko infekcji SARS-CoV-2. Pełnej długości S SARS-CoV-2 rzeczywiście może indukować wysoki poziom miana przeciwciał neutralizujących przeciwko infekcji SARS-CoV-2.

Ryc. 2. Odpowiedź przeciwciał u myszy po immunizacji szczepionkami DNA SARS-CoV i SARS-CoV-2 S.
(A) Myszy BALB/c (n=4 na grupę) immunizowano domięśniowo dwukrotnie w odstępie 3-tygodniowym 100 µg wskazanego plazmidu, a następnie przeprowadzono elektroporację. Próbki surowicy pobierano we wskazanych punktach czasowych po pierwszej immunizacji. (BD, F, G) Przeciwciała przeciwko pełnej długości białku szczytowemu SARS-CoV-2, regionowi S2 i RBD oceniano za pomocą testu ELISA. (E, H) Wytworzone przez szczepionkę przeciwciało neutralizujące przeciwko SARS-CoV-2 oceniano za pomocą testu neutralizacji. Miana przeciwciał przedstawiono jako średnią ± SEM, a miana neutralizacji wyrażono jako średnią geometryczną z 95% przedziałem ufności. *P<0.05 by the Mann-Whitney test.
Aby dokładniej zbadać, czy zastąpienie sekwencji liderowej może zwiększyć wydzielanie białka, zastosowaliśmy sekwencję liderową z tkankowego aktywatora plazminogenu w celu fuzji różnych wariantów białka S SARS-CoV-2. Wszystkie warianty zawierają region RBD białka S SARS-CoV-2. Po dwóch dawkach immunizacji DNA, surowice zebrane w tygodniu 4 i tygodniu 6 analizowano pod kątem miana przeciwciał IgG i przeciwciał neutralizujących. Immunizacja ptSARS2-S indukowała wyższe miana przeciwciał przeciwko pełnej długości białku S w 4 tygodniu niż immunizacja ptRBD, ptRBDTM i ptSdTM (S1A Rys). Miana przeciwciał anty-RBD po immunizacji ptRBD były wyższe niż po immunizacji ptSARS2-S (1496,2 vs. 530,9, p=0,057) w 4. tygodniu (S1B Rys). Jednakże immunizacja ptRBD i ptSARS2-S indukowała podobny poziom przeciwciał neutralizujących w 4. tygodniu (S1C Rys). Te same wyniki zaobserwowano w analizie surowic w 6. tygodniu; Immunizacja ptRBD indukowała wyższy poziom przeciwciał anty-RBD w porównaniu ze immunizacją ptSARS2-S (12589,3 vs. 1000,0, p=0.028), ale ten sam poziom przeciwciał neutralizujących (9,3 vs. 9,6 (log2)) (ryc. 2F, 2G i 2H). Ponieważ warianty połączone z sekwencją liderową tPA nie indukowały wyższych mian przeciwciał neutralizujących niż immunizacja pSARS2-S, do dalszych badań wykorzystaliśmy pSARS2-S.
Konkurencyjne wiązanie przeciwciał w surowicy i ACE2 z SARS-CoV-2 RBD
Aby zbadać zdolność przeciwciał surowicy do zakłócania interakcji ACE2-RBD, przeprowadziliśmy konkurencyjny test serologiczny SARS-CoV-2. W tym teście przeciwciała surowicy dodano do płytek ELISA wstępnie pokrytych białkiem SARS-CoV-2 RBD, a następnie dodano ludzkie białko ACE2. Jako odniesienie wykorzystano specyficzne przeciwciało neutralizujące przeciwko SARS-CoV-2 RBD. Jak pokazano wRyc. 3, przeciwciała w surowicy od myszy immunizowanych pSARS2-S związały się z RBD i zablokowały wiązanie ACE2, co było równoważne około 353 ug/ml przeciwciała referencyjnego, podczas gdy surowice pSARS-S były równoważne 56 ug/ml przeciwciała referencyjnego. Dlatego nasze dane sugerują, że immunizacja pSARS2-S może wywołać konkurencyjne przeciwciała, które skutecznie blokują wiązanie SARS-CoV-2 RBD z receptorem ACE2. Wynik ten był zgodny z mianem testu ELISA przeciwko SARS-CoV2 RBD (Rys. 2D) i poparte badaniem dotyczącym różnic w sekwencjach RBD między SARS-CoV i SARS-CoV-2 [24].

Ryc. 3. Aktywność konkurencyjna immunizowanych surowic myszy wobec interakcji RBD/ACE2.
Myszy BALB/c (n=4 na grupę) immunizowano domięśniowo dwukrotnie w odstępie 3-tygodniowym 100 µg wektora, pSARS-S lub pSARS2-S, a następnie przeprowadzono elektroporację. Próbki surowicy pobrano w 8. tygodniu po pierwszej immunizacji. Przeciwciała w surowicy konkurujące z ACE2 o wiązanie z RBD oceniano za pomocą konkurencyjnego testu serologicznego SARS-CoV-2. Aktywność konkurencyjną surowic myszy wyraża się jako równoważny poziom przeciwciała anty-RBD (białko kolczaste SARS-CoV-2) (przeciwciało referencyjne). Miana przeciwciał przedstawiono jako średnią ± SEM. *P<0.05 by the Mann-Whitney test.
SARS-CoV-2 Długoterminowa odporność humoralna wywołana szczepionką DNA S i zapewnia ochronę krzyżową przed SARS-CoV-2 z mutacją D614G
Warto zauważyć, że długoterminowe utrzymanie się miana przeciwciał IgG przeciwko pełnej długości S zaobserwowano po 20 tygodniach od pierwszej immunizacji (Ryc. 4A). Średnie geometryczne miana (log2) przeciwciał neutralizujących SARS-CoV-2 osiągnęły 10,8 w 8. tygodniu po immunizacji pSARS2-S, nieznacznie spadając do 9,1 w 12. tygodniu i do 8,8 w 20. tygodniu (Ryc. 4B). Wyniki te sugerują, że szczepienie przeciwko SARS2-S wywołuje długotrwałą odpowiedź humoralną przeciwko SARS-CoV-2. Ponadto szczepionka DNA pSARS2-S o genotypie D614 indukowała neutralizującą odpowiedź przeciwciał przeciwko wirusowi zawierającemu mutację D614G (Ryc. 4C), co jest podobne do mian neutralizacji wobec genotypu D614. Dlatego pSARS2-S może zapewniać ochronę krzyżową przed najbardziej rozpowszechnionym i dominującym wariantem D614G wirusa SARS-CoV-2.

Ryc. 4. Szczepionka DNA SARS-CoV-2 S indukowała długoterminową odporność humoralną i ochronę krzyżową przeciwko SARS-CoV-2 z mutacją D614G.
Myszy BALB/c (n=4 na grupę) immunizowano domięśniowo trzykrotnie w odstępie 3-tygodniowym 100 µg wektora, pSARS-S lub pSARS2-S, a następnie przeprowadzono elektroporację. Próbki surowicy pobierano we wskazanych punktach czasowych po pierwszej immunizacji. (A) Przeciwciała przeciwko pełnowymiarowemu białku szczytowemu SARS-CoV-2 oceniano za pomocą testu ELISA. (B, C) Indukowaną szczepionką aktywność neutralizującą wobec SARS-CoV-2 o genotypach D614 lub G614 oceniano za pomocą testu neutralizacji. Miana przeciwciał przedstawiono jako średnią ± SEM, a miana neutralizacji wyrażono jako średnią geometryczną z 95% przedziałem ufności. *P<0.05 by the Mann-Whitney test.
Indukcja tych1- lub2-odpowiedzi stronniczych
Efektorowe limfocyty T CD4+ można podzielić na dwa główne podzbiory funkcjonalne, Th1 i Th2, w oparciu o cytokiny wydzielane po aktywacji. Komórki Th1 wytwarzają cytokiny zapalne (IFN-) i uczestniczą w komórkowej odpowiedzi immunologicznej przeciwko wewnątrzkomórkowym bakteriom i wirusom, podczas gdy komórki Th2 wydzielają głównie pomagają komórkom B w wytwarzaniu przeciwciał, ale także promują odporność zależną od eozynofili (IL-5 i IL{ {9}}), powodując reakcje humoralne lub alergiczne [25, 26] Co więcej, mechanizmy zależne od komórek Th2 mogą przyczyniać się do nasilonej choroby układu oddechowego związanej ze szczepionką (VAERD), jak wykazały badania nad kandydatami na szczepionkę SARS-CoV [27, 28], które podkreślają, że zrównoważona odpowiedź limfocytów T ma kluczowe znaczenie dla opracowania bezpiecznej szczepionki przeciwko COVID-19 [29] Aby rozwiązać ten problem, myszy BALB/c i C57BL/6 immunizowano wektorem, pSARS-S i pSARS2-S dwukrotnie w odstępie 3-tygodniowym. Myszy uśmiercono 7 dni po drugiej immunizacji, a splenocyty stymulowano białkiem S SARS-CoV-2 (5 ug/ml) przez 3 dni. U myszy BALB/c (Ryc. 5A–5D), wydzielanie cytokin typu Th1 IFN- (19641,3 pg/ml ± 8823,5) i IL-2 (599,5 pg/ml ± 37,7) było wysokie po stymulacji białkiem S w pSARS2-S grupie immunizowanej, ale wykryto bardzo niski poziom cytokin typu Th2 IL-5 (18,1 pg/ml ± 11,8) i IL-13 (567,2 pg/ml ± 166,2). Podobne wyniki zaobserwowano u myszy C57BL/6, grupa immunizowana pSARS2-S indukowała wyższą ilość IFN- (33918,8 pg/ml ± 11646,1) i IL-2 (800,3 pg/ml ± 109,5) niż ta IL-5 (4,6 pg/ml ± 2,9) i IL-13 (545,7 pg/ml ± 117,4) (Ryc. 5E–5H). Dane te sugerują, że pSARS2-S może indukować odpowiedź immunologiczną związaną z Th1-.

Ryc. 5. Odpowiedź komórek T u myszy po immunizacji szczepionkami DNA pSARS-S i SARS2-S. Ryc.
Myszy BALB/c (AD) i C57BL/6 (EH) (n=4 na grupę) immunizowano domięśniowo dwukrotnie w odstępie 3-tygodniowym 100 µg wektora, pSARS-S lub pSARS{{ 8}}S, a następnie elektroporacja. Splenocyty zebrano w 4. tygodniu po pierwszej immunizacji i zbadano poziomy wydzielanego IFN- (A, E), IL-2 (B, F), IL-5 (C, G) i IL -13 (D, H) oceniano po ponownej stymulacji rekombinowanym białkiem S SARS-CoV-2. Miana przeciwciał przedstawiono jako średnią ± SEM. *P<0.05 by the Mann-Whitney test.
Profilaktyczna skuteczność szczepionek DNA przeciwko SARS-CoV-2
Aby zbadać skuteczność ochronną szczepionki pSARS2-S, chomiki syryjskie immunizowano dwukrotnie 100 ug DNA w 3-tygodniowych odstępach, a w 7. tygodniu poddano donosowej prowokacji wirusem SARS-CoV-2 (Ryc. 6A). Po immunizacji, z 4. i 6. tygodnia zebrano surowice w celu analizy miana przeciwciał anty-spike (IgG) i przeciwciał neutralizujących. Immunizacja pSARS2-S wywołała u chomików wyższy poziom miana przeciwciał anty-Spike niż immunizacja ptRBD w 4. tygodniu (1584,9 w porównaniu z 50,1) i w 6. tygodniu (1995,3 w porównaniu z 63,1) (Ryc. 6B). Zgodnie z mianami przeciwciał anty-Spike, surowice chomików immunizowanych pSARS2-S podniosły bardzo wysokie miana przeciwciał neutralizujących (6,5 w 4. tygodniu i 6,4 w 6. tygodniu (log2)), ale surowice wektorów lub Chomiki zaszczepione ptRBD nie (Ryc. 6C). Po prowokacji SARS-CoV-2 codziennie monitorowano masę ciała chomika. Poprzednie badania wykazały, że miano wirusa w płucach chomika osiągnęło wysoki poziom 3 dni po prowokacji [30] Dlatego też połowę chomików z każdej grupy uśmiercono trzeciego dnia i analizowano obciążenie wirusem w płucach. Masa ciała chomików szczepionych wektorami zmniejszała się stopniowo, a procent utraconej masy ciała wyniósł 11,1% po 6 dniach od prowokacji. Natomiast szczepienie pSARS2-S chroniło chomiki przed utratą masy ciała (Ryc. 6D). Co więcej, miana zakaźnego wirusa i liczba kopii wirusowego RNA w grupie pSARS2-S wykazały redukcję o 2,29 i 1,37 log10 w porównaniu z grupą kontrolną wektora (Ryc. 6E i 6F). Wyniki te sugerują, że szczepienie przeciwko pSARS2-S zapewnia ochronę przed zakażeniem SARS-CoV-2 u chomików syryjskich.

Ryc. 6. Skuteczność profilaktyczna szczepionki DNA SARS-CoV-2 S u chomików zakażonych SARS-CoV-2-.
(A) Przebieg w czasie szczepienia DNA i prowokacji SARS-CoV-2. Chomiki syryjskie immunizowano domięśniowo dwukrotnie w odstępie 3-tygodniowym 100 µg kontroli, pSARS-S lub pSARS2-S, a następnie poddano elektroporacji. Próbki surowicy pobrano poprzez pobranie krwi z przestrzeni zaoczodołowej w 4. i 6. tygodniu po pierwszej immunizacji. 4 tygodnie po drugiej immunizacji chomiki syryjskie poddano donosowej prowokacji 105 TCID50 SARS-CoV-2. (B) Przeciwciała przeciwko pełnowymiarowemu białku szczytowemu SARS-CoV-2 oceniano za pomocą testu ELISA. (C) Indukowaną szczepionką aktywność neutralizującą wobec SARS-CoV-2 oceniano za pomocą testu neutralizacji. (D) Codziennie po prowokacji SARS-CoV-2 rejestrowano zmianę masy ciała chomików (%). Miana wirusa (E) i kopie wirusowego RNA (F) w płucach chomików zakażonych SARS-CoV-2-3 dni po prowokacji określono odpowiednio za pomocą testu TCID50 i qRT-PCR. Miana przeciwciał przedstawiono jako średnią ± SEM, a miana neutralizacji wyrażono jako średnią geometryczną z 95% przedziałem ufności. *P<0.05, ***p<0.001 by the Mann-Whitney test.
Dyskusja
Rozpoczęto ponad 80 badań klinicznych szczepionki przeciwko-19 wirusowi Covid-19, a badania immunogenności i prowokacji wirusowej na zwierzętach stanowią krytyczne etapy w procesie opracowywania szczepionki. Szczepionki DNA przeciwko zakażeniu SARS-CoV-2 są intensywnie opracowywane z myślą o różnych metodach podawania. Elektroporacja jest obiecującym podejściem, które może zwiększyć dostarczanie DNA i antygenowość immunogenów in vivo. Yu i wsp. donieśli o dwóch badaniach szczepionek DNA. [13] oraz Smith i in. [12]. Yu et al. found that rhesus macaques immunized with naked DNA encoding full-length S protein (without electroporation) exhibited >Zmniejszenie wiremii o 3,1 log10 w płukaniu oskrzelowo-pęcherzykowym po prowokacji w porównaniu z grupą kontrolną. Smith i in. odkryli, że immunizacja myszy i świnek morskich INO-4800 (kodującym pełnowymiarowe białko S) za pomocą elektroporacji może wywołać przeciwciała neutralizujące przeciwko infekcji SARS-CoV-2 i zablokować wiązanie białka S z receptorem ACE2, ale nie nie dostarczać danych dotyczących prowokacji zwierząt. W tym raporcie oceniliśmy różne warianty kandydatów na szczepionki DNA i odkryliśmy, że pełnej długości białko S (pSARS2-S) jest najbardziej odpowiednie do dalszych badań immunologicznych. Chociaż SARS-CoV i SARS-CoV-2 mają 76% homologii pod względem białek S [31, 32], immunizacja pSARS-S nie może wywołać przeciwciał przeciwko RBD białka S SARS-CoV-2 ani neutralizującego miana przeciwciał przeciwko zakażeniu SARS-CoV-2 (Ryc. 2). Rzeczywiście, przeciwciała anty-RBD odgrywają ważną rolę w blokowaniu infekcji wirusowej. Jednakże immunizacja samym RBD (ptRBD) generowała wysokie miano przeciwciał neutralizujących u myszy, ale nie u chomików (ryc.2HI6C). Spekulowaliśmy, że wynik ten może wynikać z tego, że peptyd sygnałowy (aktywator plazminogenu tkankowego) nie ułatwia wydzielania białka RBD u chomików. Szczegółowy mechanizm wymaga dalszych badań w przyszłości. Zauważyliśmy również, że immunizacja ptRBDTM (kodująca fragment od RBD do domeny transbłonowej S) indukowała niższe miana przeciwciał neutralizujących niż immunizacja ptRBD (ryc.2HIS1C). Wyniki mogą odzwierciedlać niestabilną strukturę białka RBD-TM. W celu dalszego zbadania odpowiedzi immunologicznej Th1/Th2, splenocyty u immunizowanych myszy stymulowano białkiem S SARS-CoV-2. Odkryliśmy, że immunizacja pSARS2-S indukowała silną odpowiedź immunologiczną ukierunkowaną na Th1-z wyższymi poziomami wydzielania IFN- -po stymulacji (Ryc. 5), ale immunizacja pSARS-S indukowała jedynie niski poziom wydzielania IFN- -. Dane te wskazują, że reaktywność krzyżowa odpowiedzi komórek T pomiędzy białkiem kolczastym SARS-CoV i SARS-CoV-2 nie jest wysoka (Ryc. 5). Ponadto test IFN-ELISPOT ujawnił, że wykryto mniej odpowiedzi komórek T przeciwko regionowi S1 u myszy C57BL/6 i BALB/c immunizowanych pSARS-S (S2 Rys), co potwierdzają także badania Smitha [12] Dane te wskazują, że szczepionka SARS może nie zapewniać pełnej ochrony przed zakażeniem SARS-CoV-2. Opracowanie szczepionek DNA jest ważne dla szybkiej reakcji na pandemię zakażenia koronawirusem. W związku z tym sukces szczepionki DNA przeciwko SARS-CoV-2 można zastosować w leczeniu innych pojawiających się chorób zakaźnych.
Różne konstrukty stosowane w szczepionkach DNA SARS-SoV-2 indukowały różne poziomy mian przeciwciał neutralizujących. Sekwencję liderową tPA zastosowano w celu zwiększenia ekspresji i wydzielania antygenu w szczepionkach DNA [21, 33–35] Jednakże sekwencja liderowa tPA nie zwiększyła znacząco miana przeciwciał w tym raporcie. Aby jeszcze bardziej zwiększyć skuteczność szczepionki, można zastosować różne sekwencje liderowe w celu zastąpienia natywnej sekwencji liderowej białka kolca. Sekwencję liderową IgE zastosowano w szczepionce DNA INO-4800 i szczepionce MERS-CoV [5, 12] Ponadto zmodyfikowana sekwencja białka kolczastego może również zwiększać immunogenność szczepionki. Stabilizowane białko kolca zaprojektowano poprzez mutację miejsca furyny i innych regionów w celu wygenerowania struktury prefuzyjnej (S-2P), która może zwiększyć ekspresję białka kolca ~10-krotnie [36] Idealna szczepionka DNA powinna optymalizować konstrukt plazmidowego DNA i system dostarczania, aby zwiększyć poziom ekspresji białka.

cistanche tubulosa – poprawiają układ odpornościowy
Modele zwierzęce mają kluczowe znaczenie przy opracowywaniu szczepionki-19 na Covid-19. Do oceny skuteczności szczepionek przeciwko COVID-19 wykorzystano kilka modeli zwierzęcych, w tym modele naczelnych innych niż ludzie [13, 37], ludzkie myszy transgeniczne ACE2 [38] i chomiki syryjskie [39] Chomik syryjski ACE2 ma duże podobieństwo do ludzkiego ACE2, a przewidywano, że jego powinowactwo wiązania z białkiem S SARS-CoV-2 jest wyższe niż mysie ACE2 [40] Z tego powodu jako modele prowokacji SARS-CoV-2 wykorzystano ludzkie myszy transgeniczne ACE2, a nie myszy typu dzikiego. Badania transmisji SARS-CoV-2 wykazały, że wirus może skutecznie zakażać naiwne chomiki poprzez bezpośredni kontakt lub poprzez aerozole [41] Donosowe zakażenie SARS-CoV-2 może replikować się i indukować patogenezę w płucach chomików syryjskich [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 (>5% redukcji w stosunku do wartości wyjściowych), co wiązało się z dłuższym czasem trwania choroby [42] Odkrycia te wskazują, że chomik syryjski jest również odpowiednim modelem zwierzęcym do oceny szczepionek przeciwko COVID-19. W oparciu o dostępność modeli zwierzęcych wybraliśmy chomiki jako model prowokacji SARS-CoV-2 do oceny skuteczności szczepionki. Nasze dane wykazały, że immunizacja pSARS2-S, ale nie ptRBD, może indukować wysokie miana przeciwciał anty-Spike IgG i miana przeciwciał neutralizujących (Ryc. 6B i 6C). W związku z tym chomiki immunizowane pSARS2-S, ale nie chomiki immunizowane ptRBD, wygenerowały odpowiedź immunologiczną przeciwko prowokacji SARS-CoV-2. Zauważyliśmy, że immunizacja ptRBD może wywołać wysoki poziom mian przeciwciał neutralizujących u myszy, ale nie u chomików. Sprzeczne wyniki mogą wynikać z faktu, że sam RBD nie ulega stabilnej ekspresji u chomików. Model chomika wykorzystano także do oceny szczepionki przeciwko COVID-19 opartej na wektorze adenowirusa serotypu 26 (Ad26). Pojedyncza immunizacja szczepionką opartą na wektorze Ad26 wyrażającą stabilizowane białko szczytowe SARS-CoV-2, które wywołało odpowiedź przeciwciał neutralizujących i chroniło przed infekcją SARS-CoV-2 spowodowaną utratą masy ciała, częściową śmiertelnością i replikacją wirusa w płucach [39] Wyniki te wskazują, że model chomika nadaje się do oceny skuteczności szczepionek przeciwko COVID-19.
Wiele wysiłków w zakresie opracowania szczepionki SARS-CoV-2 opiera się na doświadczeniach badawczych nad MERS-CoV i SARS-CoV. Na całym świecie w grudniu 2020 r. zatwierdzono kilka szczepionek przeciwko COVID-19 do stosowania w nagłych przypadkach, w tym szczepionki przeciwko Covid-19 oparte na RNA i wektorach adenowirusowych. Omówiono zalety i wady różnych platform szczepionek [43] Szczepionki zawierające wektory adenowirusowe mogą wywoływać silniejszą odpowiedź immunologiczną niż szczepionki DNA i mRNA, ale ich skuteczność szczepionki może zostać zmniejszona ze względu na istniejącą wcześniej odporność na wektory Ad.44] W porównaniu ze szczepionką DNA, szczepionka mRNA wymaga bardzo niskiej temperatury do przechowywania i transportu [45] W związku z tym szczepionka DNA może stanowić potencjalną platformę szczepionkową, zwłaszcza do stosowania w sytuacjach awaryjnych.
Nasze badanie sugeruje możliwość opracowania szczepionki DNA do stosowania u ludzi. Dalsze badania mogłyby zbadać skuteczność tej szczepionki DNA podawanej metodą wstrzyknięcia śródskórnego (ID), co jest wygodniejsze w zastosowaniu klinicznym, ponieważ igła do wstrzyknięcia domięśniowego ma u ludzi głębokość około 18 mm i oddziałuje na więcej tkanek niż wstrzyknięcie ID przez EP. Co więcej, skuteczność szczepionki należy przetestować na starszych myszach jako modelu dla starszych ludzi, ponieważ ta populacja jest szczególnie poważnie dotknięta zakażeniem SARS-CoV-2. Poprzednie badania wykazały, że odpowiedź komórek Th2 została powiązana ze zwiększoną chorobą układu oddechowego (VAERD) po szczepieniu inaktywowanymi szczepionkami wirusowymi przeciwko RSV [46], wirus odry [47] i SARS-CoV [27, 48] Z drugiej strony, istnieją doniesienia o mniej poważnych przypadkach SARS-CoV wynikających z indukcji odpowiedzi komórek Th1 [49] Dlatego też silna1-odporność immunologiczna ukierunkowana na Th indukowana przez szczepionkę DNA sugeruje, że jest mało prawdopodobne, aby skutki uboczne były głównym problemem [50] Poza tym pojawiły się obawy dotyczące szczepionek białkowych ze względu na stosowanie soli glinu lub adiuwantów typu emulsja olej w wodzie, które prowadzą do odpowiedzi immunologicznej opartej na Th2-i zwiększają potencjalne skutki uboczne [51, 52] Podsumowując, szczepionka DNA-19 przeciwko Covid-19 może odegrać główną rolę w kontrolowaniu pandemii Covid-19 w najbliższej przyszłości.
Bibliografia
- Pak A, Adegboye OA, Adekunle AI, Rahman KM, McBryde ES, Eisen DP. Konsekwencje gospodarcze wybuchu-19 COVID: potrzeba gotowości na epidemię. Front Zdrowia Publicznego. 2020;8:241. pmid:325743072. Centrum Nauki i Inżynierii Systemów (CSSE) [Internet]. Panel-19 COVID. Uniwersytet Johna Hopkinsa. [cytowano, 11 lutego 2021 r.]. Dostępne od:
- 3.Buchholz UJ, Bukreyev A, Yang L, Lamirande EW, Murphy BR, Subbarao K i in. Wkład białek strukturalnych koronaawirusa ciężkiego ostrego zespołu oddechowego w odporność ochronną. Proc Natl Acad Sci USA A. 2004;101(26):9804–9. pmid:15210961
- 4. Yang ZY, Kong WP, Huang Y, Roberts A, Murphy BR, Subbarao K i in. Szczepionka DNA indukuje neutralizację wirusa SARS i odporność ochronną u myszy. Natura. 2004;428(6982):561–4. pmid:15024391
- 5. Muthumani K, Falzarano D, Reuschel EL, Tingey C, Flingai S, Villarreal DO i in. Syntetyczna, konsensusowa szczepionka DNA przeciwko białku szczytowemu indukuje ochronną odporność przeciwko koronawirusowi bliskowschodniego zespołu oddechowego u naczelnych innych niż ludzie. Sci Transl Med. 2015;7(301):301ra132. pmid:26290414
- 6. Szczepionki Krammer F. SARS-CoV-2 w fazie rozwoju. Natura. 2020;586(7830):516–27. pmid:32967006
- 7. Khalaj-Hedayati A. Ochronna odporność przeciwko kandydatom na szczepionki podjednostkowe SARS oparta na białku szczytowym: wnioski z opracowywania szczepionki przeciwko koronawirusowi. J Immunol Res. 2020;2020:7201752. pmid:32695833
- 8.Lu B, Tao L, Wang T, Zheng Z, Li B, Chen Z i in. Humoralna i komórkowa odpowiedź immunologiczna indukowana przez szczepionki DNA 3a przeciwko ciężkiemu ostremu zespołowi oddechowemu (SARS) lub koronawirusowi podobnemu do SARS u myszy. Szczepionka Clin Immunol. 2009;16(1):73–7. pmid:18987164
- 9. Bower JF, Yang X, Sodroski J, Ross TM. Wytwarzanie przeciwciał neutralizujących za pomocą szczepionek DNA wyrażających rozpuszczalne, stabilizowane trimery glikoproteinowe otoczki ludzkiego wirusa niedoboru odporności typu 1 skoniugowane z C3d. J Virol. 2004;78(9):4710–9. pmid:15078953
- 10. Zakhartchouk AN, Viswanathan S, Moshynskyy I, Petric M, Babiuk LA. Optymalizacja szczepionki DNA przeciwko SARS. Biol. Komórka DNA. 2007;26(10):721–6. pmid:17665998
- 11.Gary EN, Weiner DB. Szczepionki DNA: najwyższy czas jest teraz. Curr Opin Immunol. 2020;65:21–7. pmid:32259744
- 12. Smith TRF, Patel A, Ramos S, Elwood D, Zhu X, Yan J i in. Immunogenność kandydata na szczepionkę DNA przeciwko COVID-19. Nat Commun. 2020;11(1):2601. pmid:32433465
- 13. Yu J, Tostanoski LH, Peter L, Mercado NB, McMahan K, Mahrokhian SH i in. Ochrona szczepionki DNA przeciwko SARS-CoV-2 u makaków rezusów. Nauka. 2020;369(6505):806–11. pmid:32434945
- 14.Jorritsma SHT, Gowans EJ, Grubor-Bauk B, Wijesundara DK. Metody podawania mające na celu zwiększenie wychwytu komórkowego i immunogenności szczepionek DNA. Szczepionka. 2016;34(46):5488–94. pmid:27742218
- 15. Kudchodkar SB, Choi H, Reuschel EL, Esquivel R, Jin-Ah Kwon J, Jeong M i in. Szybka reakcja na pojawiającą się chorobę zakaźną — wnioski wyciągnięte z opracowania syntetycznej szczepionki DNA skierowanej przeciwko wirusowi Zika. Zarażają mikroby. 2018;20(11–12):676–84. pmid:2955534516.Adam L, Tchitchek N, Todorova B, Rosenbaum P, Joly C, Poux C i in. Wrodzony podpis molekularny i komórkowy w skórze poprzedzający długotrwałe odpowiedzi komórek T po elektroporowanym szczepieniu DNA. J Immunol. 2020;204(12):3375–88. pmid:32385135
- 17. Lin F, Shen X, McCoy JR, Mendoza JM, Yan J, Kemmerrer SV i in. Nowatorskie prototypowe urządzenie do jednoczesnego podawania szczepionki DNA wzmocnionej elektroporacją zarówno do skóry, jak i mięśni. Szczepionka. 2011;29(39):6771–80. pmid:21199706
- 18. Williams M, Ewing D, Blevins M, Sun P, Sundaram AK, Raviprakash KS i in. Zwiększona immunogenność i skuteczność ochronna czterowartościowej szczepionki DNA przeciwko dendze przy zastosowaniu elektroporacji i podawania śródskórnego. Szczepionka. 2019;37(32):4444–53. pmid:31279565
- 19. Ramakrishnan MA. Wyznaczanie 50% miana punktu końcowego za pomocą prostego wzoru. Świat J Virol. 2016;5(2):85–6. pmid:27175354
- 20.Corman VM, Landt O, Kaiser M, Molenkamp R, Meijer A, Chu DK i in. Wykrywanie nowego koronaawirusa 2019 (2019-nCoV) metodą RT-PCR w czasie rzeczywistym. Europejski monitoring. 2020. pmid:31992387
- 21. Kou Y, Xu Y, Zhao Z, Liu J, Wu Y, You Q i in. Sekwencja sygnałowa tkankowego aktywatora plazminogenu (tPA) zwiększa immunogenność szczepionki przeciw gruźlicy opartej na MVA. Immunol Lett. 2017;190:51–7. pmid:28728855
- 22. Xia S, Zhu Y, Liu M, Lan Q, Xu W, Wu Y i in. Mechanizm fuzyjny 2019-nCoV i inhibitorów fuzyjnych ukierunkowanych na domenę HR1 w białku kolca. Komórka Mol Immunol. 2020;17(7):765–7. pmid:32047258






