미국의 연구원들은 2019 년 코로나 바이러스 질환 (COVID-19)의 원인 인 중증 급성 호흡기 증후군 코로나 바이러스 2 (SARS-CoV-2)에 대한 백신에 현재 사용되는 지질 나노 입자에 mRNA를 전달하는 대체 플랫폼을 개발했습니다. .
지질 나노 입자 전달 화합물 (LNP)은 알레르기 반응과 같은 부작용을 유발할 수있는 고유 한 면역 자극 특성을 가지고 있습니다.
이제 캘리포니아 스탠포드 대학의 Ronald Levy와 동료들은 발사 가능한 전하 캐리어 (CART)라는 새로운 전달 방법을 사용하는 대체 접근 방식을 개발했습니다.
그들은 “내재적으로 면역성이없는 이러한 화합물을 사용함으로써, 우리는 CpG 형태의 올리고 뉴클레오티드와 같은 공제 형 보조제를 포함함으로써 백신 면역을 모델링 할 수 있습니다.”
mRNA-CART-CpG 백신을 접종 한 마우스는 SARS-CoV-2 단백질의 수용체 결합 도메인 (RBD)에 대해 치료 적으로 관련된 수준의 중화 항체를 개발했습니다.
이 고 단백질은 숙주 세포 수용체 안지오텐신 전환 효소 2 (ACE2)에 결합하여 감염 과정의 초기 단계를 매개합니다.
RBD에 대한 동등한 항체는 동물의 순환계와 기관지 폐액 모두에서 생성되었습니다.
이 백신은 또한 CD4 + 및 CD8 + T 세포 기억을 포함하여 RBD에 특이적인 강력하고 오래 지속되는 TH1 T 세포 반응을 유도했습니다.
시험 인쇄 버전의 용지는 bioRxiv* 서버, 기사는 동료 검토 대상입니다.
CART 전달 플랫폼 방법론은 전신 및 국소 투여 (A) CART 정전 제형, 세포 흡수, 내부 탈출 및 개방 루프 중합을 통한 SARS-CoV-2 RBD mRNA 번역 (B) CART 합성 모두에서 mRNA를 효과적으로 복합화, 전달 및 방출합니다. (DBU) = 1,8- 디아 자비 시클로[5.4.0]undec-7-ene, TU = 1- (3,5-bis (trifluoromethyl) phenyl) -3-cyclohexylthiourea) (C) CART 화학 성분, 분해 산물 및 전하 변화 메커니즘 (D)의 유전자 발현 생체 내 루시퍼 라제 리포터 전신 IV 투여 (왼쪽, 5μg fLuc mRNA) 및 국소 IM 투여 (병동 당 2.5μg fLuc mRNA) (E) 투여 후 4 시간에 생체 내 mRNA 발현 정량화.
MRNA 백신은 새로운 변종의 출현을 해결할 수 있습니다
COVID-19 대유행은 SARS-CoV-2 감염으로부터 보호하기 위해 안전하고 효과적이며 확장 가능한 백신의 신속한 개발이 필요했습니다.
연구진은 “MRNA 백신은 다음 세대의 제품이 새로운 바이러스 변종의 출현을 처리 할 수 있도록 유연하고 빠른 설계를 제공합니다.”라고 말합니다.
현재 승인 된 mRNA 백신은 LNP 전달 화합물로 제조됩니다. 이러한 전달 시스템에는 부작용을 유발할 수있는 이온화 된 지방이 포함되어 있습니다. 또한 알레르기 반응에 기여할 수있는 폴리에틸렌 글리콜 (PEG)도 포함되어 있습니다.
“일반적으로 mRNA 기반 치료법의 지속적인 성공과 개선의 중요한 측면은 다양한 화학적 및 생물학적 특성을 가진 안전한 전달 화합물에 대한 다양한 옵션에 대한 접근을 제공하는 것입니다”라고 Levy와 팀은 말합니다.
최근 백신 유도 면역으로부터의 탈출을 매개하는 것으로 밝혀진 SARS-CoV-2 RBD 급증에서 돌연변이의 출현은 유연하고 신속하게 적응할 수있는 백신 플랫폼에 대한 긴급한 필요성을 강조합니다.
CARTS는 전기적 메신저 RNA를 캡슐화하여 세포에 전달하는 쉽게 재현 가능한 올리고머입니다.
연구팀은 “LNP와 달리 CART는 비특이적 면역 자극 효과가 없기 때문에 백신 설계에 더 많은 유연성을 제공하고 고유 한 면역 자극 특성에 의존하는 대신 mRNA와 함께 전달하기위한 적절한 보조제를 선택할 수있는 옵션을 제공합니다. LNP에서. “
연구자들은 무엇을 했습니까?
이제 Levy와 동료들은 CARTs 플랫폼을 사용하여 제형 화 된 SARS-CoV-2 스파이크 RBD를 인코딩하는 mRNA를 기반으로 한 백신을 개발하여 고효율, 무독성, PEG가없는 mRNA 및 CpG (시티 딘-포스페이트-구아노 신)를 다음과 같이 제공합니다. 보조제.
CpG는 혈장 수지상 세포와 B 세포를 직접 활성화하여 타고난 및 적응성 면역 반응을 자극합니다.
연구팀은 RBD mRNA + CpG-CART 플랫폼의 사용을 마우스에서 CpG (RBD mRNA-CART)를 포함하지 않는 백신과 비교했습니다.
RBD mRNA + CpG-CART를 접종 한 마우스는 면역화 4 일 후에 순환계에서 면역 글로불린 G (IgG) 및 IgM의 강력한 반응을 나타 냈습니다.
CpG를받은 마우스의 RBD- 특이 적 항체 반응은 CpG를받지 않은 마우스에서 관찰 된 것을 지속적으로 초과했습니다. 60 일째에 모든 RBD- 특이 적 항체 클래스의 수준은 CpG 함유 백신으로 면역화 된 마우스의 혈청에서 더 높았습니다.
CpG를 포함하는 백신은 더 높은 수준의 중화 항체를 유도했습니다
다음으로 연구팀은 RBD-ACE2 반응을 억제하고 유사 바이러스가 ACE2를 발현하는 세포에 들어가는 것을 방지하는 기능에 대해 항혈청을 테스트했습니다.
백신 접종 후 28 일째에 중화 항체 수준은 그렇지 않은 마우스에 비해 CpG를받은 마우스에서 유의하게 더 높았습니다.
CpG 마우스의 혈청 양성은 또한 비 -CpG 마우스보다 유의하게 더 높은 정도의 ACE2 억제 및 유사 형 바이러스의 중화를 보여 주었다.
동물의 폐에서 RBD- 특이 적 IgG의 존재를 평가하기 위해 팀은 면역 후 60 일에 기관지 세척 (BAL)을 수집하고 ELISA를 수행했습니다.
RBD- 특이 적 IgG는 CpG 마우스와 비 -CpG 마우스 모두에서 수집 된 BAL에서 검출되었습니다.
세포 반응은 어떻습니까?
RBD mRNA + CpG-CART 백신은 또한 CD4 + 및 CD8 + T 세포 기억을 포함하여 RBD에 특이적인 강력하고 장기간의 TH1 T 세포 반응을 유도했습니다.
중요하게, RBD 단백질의 재 활성화시 RBD 특이 적 CD4 + / CD44가 결정되었습니다.높은/ CD134 + 및 CD4 + / CD44높은/ TNFa + 활성화 된 T 세포의 하위 집합이 RBD mRNA + CpG-CART로 접종 된 마우스의 폐 세포 현탁액에서 관찰되었습니다.”라고 Levy와 동료들은 말합니다.
대체 mRNA 전달 플랫폼
연구진은 “여기서 우리는 임상 적으로 사용되는 지질 나노 입자를위한 대체 mRNA 전달 플랫폼을 사용하여 SARS-CoV-2에 대한 임상 적으로 관련된 RBD 항원에 대한 효과적인 mRNA 백신 전략을 시연합니다”라고 말합니다.
Levy와 동료들은 CART가 원하는 뉴클레오티드 조합에서 많은 mRNA로 쉽게 준비되고 공식화 될 수 있음을 나타냅니다. 그리고 그들의 제조에는 특수한 미세 유체 도구가 필요하지 않습니다.
연구팀은 “우리 연구는 mRNA-CART 백신 플랫폼의 효과와 유연성을 입증했습니다.”라고 결론지었습니다.
*중요 사항
bioRxiv 동료 검토를 거치지 않았으므로 결정적인 것으로 간주되어 임상 실무 / 건강 관련 행동을 지시하거나 정적 인 정보로 취급되어서는 안되는 예비 과학 보고서를 게시합니다.
"트위터를 통해 다양한 주제에 대한 생각을 나누는 아 동율은 정신적으로 깊이 있습니다. 그는 맥주를 사랑하지만, 때로는 그의 무관심함이 돋보입니다. 그러나 그의 음악에 대한 열정은 누구보다도 진실합니다."