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Avec la pandémie continue de COVID-19, plusieurs chercheurs ont sorti des vaccins candidats, dont certains ont été testés sur l'homme. Cependant, on ne sait pas s'ils sont réellement protecteurs et combien de temps dure cette immunité. Une nouvelle étude publiée sur le serveur de pré-impression bioRxiv * en septembre 2020, un rapport sur une plate-forme de virus de la leucémie murine (MLV) de Moloney qui produit des VLP exprimant l'antigène pic important du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SARS-CoV-2).
Sommaire
Plateformes de vaccins viraux
La principale cible du vaccin contre le SRAS-CoV-2 est le pic ou la protéine S, qui médie l'engagement viral avec le récepteur de la cellule hôte, l'enzyme de conversion de l'angiotensine humaine 2 (ACE2). De nombreuses plates-formes sont actuellement disponibles pour l'administration de vaccins, à savoir l'ARN, l'ADN, les protéines recombinantes, les virus vivants atténués (LAV) et les virus inactivés, les vecteurs viraux ou les particules de type virus (VLP).
Avantages des VLP
Alors que les vaccins à ARN, ADN et protéines sont plus faciles à fabriquer, ceux dérivés de VLP ou de LAV sont plus efficaces pour induire une réponse immunitaire soutenue sur une période plus longue. Il s'agit d'un aspect intéressant concernant un vaccin COVID-19 potentiel qui devrait déclencher une réaction d'anticorps neutralisant durable (NAb).
Des études antérieures indiquent que la vaccination chez l'homme conduit à des titres NAb au moins comparables à ceux dosés dans le sérum de convalescence suite à une infection naturelle au COVID-19. Récemment, une étude de vaccin ADN a indiqué la persistance de l'immunité contre le virus pendant au moins 13 semaines chez des singes immunisés.
Les VLP sont générées en assemblant des protéines virales dépourvues de matériel génétique et ne sont donc pas capables de se répliquer, mais suscitent un degré élevé d'immunité puisqu'elles sont rapidement reconnues par les cellules présentatrices d'antigène. Les surfaces de ces particules portent un réseau répétitif d'antigènes viraux qui conduit à l'induction d'une immunité à la fois innée et adaptative, avec une activité neutralisante élevée.
Ceux-ci ont été utilisés pour administrer des antigènes vaccinaux dans le cas du papillomavirus humain (HPV), de l'hépatite et des virus de la grippe. Ces vaccins peuvent également être lyophilisés, ce qui rend le stockage et la distribution du vaccin beaucoup plus simples, permettant une couverture plus large dans la situation actuelle où le monde entier a besoin d'une protection vaccinale.
Plateforme VLP pour le vaccin COVID-19
L'étude actuelle rapporte la production et les caractéristiques d'un VLP basé sur le virus de la leucémie murine Moloney 92 (MLV). Le coronavirus est assemblé au sein de la machinerie de synthèse des protéines du cytoplasme, ce qui a rendu nécessaire le dosage de la présence de la protéine S à la surface. Ils ont découvert que la protéine S pleine longueur ainsi qu'une version plus courte de la protéine S étaient acheminées vers la surface de la cellule, ce qui est essentiel à son immunogénicité.
Recombinants MLV infectieux produits de manière inefficace et transitoire
Après avoir exprimé la protéine SARS CoV-2 S, les chercheurs ont examiné le titre de VLP pseudotypée exprimant la protéine S. Ils ont constaté que la production de VLP infectieuses était très faible et transitoire.
Des vecteurs pseudotypés DS produits efficacement
Deuxièmement, ils ont constaté que les particules MLV pseudotypées exprimant l'antigène S (DS) porteur de délétion, mais pas celles exprimant l'antigène S, sont libérées efficacement des cellules productrices à 10 fois ou plus le titre des particules transfectées de manière transitoire, à condition qu'un un meilleur système cellulaire a été utilisé.
Suppression de la queue S non fusogène
Les chercheurs ont également observé que lorsque la queue cytoplasmique de 19 acides aminés de la protéine de pointe était supprimée, la fusogénicité restait inchangée. Cela montre qu'il existe une autre raison à l'efficacité de transduction élevée des pseudovirus DS.
Les VLP MLV incorporent des quantités élevées de DS
Afin d'arriver à une production stable d'un vaccin, les VLP doivent produire de grandes quantités de protéine S à leur surface. Les chercheurs ont procédé à une évaluation quantitative de la protéine S dans les VLP générées de manière transitoire ainsi qu'à partir de cellules productrices stables. Ils ont constaté que le niveau de production de S et DS dans les cellules productrices stables est 4 et 15 fois plus élevé que dans la transfection transitoire.
Ils ont trouvé des preuves que les formes dimères et trimères de la protéine DS étaient produites à des niveaux beaucoup plus élevés qu'avec la protéine S pleine longueur. Les niveaux de S et DS dans les extraits cellulaires ne variaient que de 1,5 fois. Ainsi, les VLP MLV intègrent très efficacement DS dans les producteurs stables.
Les VLP MLV incorporent de préférence la protéine SRAS-CoV2 DS
Les chercheurs ont également examiné si la protéine DS était incorporée dans les VLP ou dans des vésicules extracellulaires. Ils ont constaté qu'il se trouvait préférentiellement dans le premier.
Les chercheurs suggèrent que, sur la base de ces résultats, la plate-forme MLV VLP qu'ils ont créée convient à la production d'un vaccin contre le COVID-19. L'incorporation efficace de l'antigène S est nécessaire pour produire une plate-forme fiable.
Raison de la plus grande efficacité de DS
Des études antérieures ont suggéré que l'optimisation du codon de la protéine de pointe et la suppression du signal de rétention ER dans la queue cytoplasmique sont utiles pour améliorer l'efficacité du pseudotypage des vecteurs MLV, VIH, SIV et VSV.
Alors que l'optimisation du codon S régule à la hausse l'expression de S, la contribution de la suppression du segment de queue était inconnue. Certains chercheurs n'ont signalé aucun changement dans l'expression de S lorsque celui-ci a subi une mutation faux-sens. Ceci est confirmé dans l'étude actuelle, où la détection de S à la surface cellulaire était comparable à la détection de DS à la fois dans la transfection transitoire et dans les lignées cellulaires productrices stables.
Les chercheurs concluent que le S peut migrer efficacement vers la surface cellulaire dans des conditions de surexpression. Même alors, DS a atteint des niveaux plus élevés d'incorporation dans les VLP MLV.
La raison de la différence n'est pas dans l'amélioration du pseudotypage produit par la réduction de l'encombrement stérique des protéines de la matrice rétrovirale, comme proposé précédemment. Ceci est montré par la détection d'une DS augmentée dans les cellules transfectées dépourvues de ces protéines.
Au lieu de cela, il se peut qu'en raison de la similitude étroite dans la composition des VLP et des VE, ils utilisent le même type de voies de trafic. Ceci explique pourquoi DS mais pas S est efficacement absorbé par ces deux particules, similaires aux marqueurs endosomaux.
Cela signifie également que la faible proportion d'EV (<10%) libérée des cellules transfectées de manière transitoire est tout aussi hautement immunogène que les VLP et peut être laissée dans la préparation. En fait, les véhicules électriques incorporant le SRAS-CoV S se révèlent produire des niveaux élevés de NAb.
Le titre viral augmente mille fois avec DS
L'augmentation de mille fois du titre viral généré par des producteurs stables avec DS par rapport à l'incorporation de S dément la seule différence de 15 fois dans la quantité des deux protéines à la surface de la VLP. Cela n'est pas dû à une fusogénicité plus élevée, comme le montre cette étude.
Au lieu de cela, les chercheurs suggèrent que « les virus recombinants deviennent totalement infectieux lorsqu'un certain seuil de protéine S est incorporé à leur surface. »
Implications et orientations futures
L'étude a utilisé des rétrovirus pseudotypés de la GFP recombinante ou de la luciférase pour mesurer l'activité NAb dans le sérum immun, car ils sont pratiques à utiliser, ne nécessitant que des conditions BSL-2. Cela pourrait être utilisé pour détecter les NAb dans des cohortes plus importantes.
Une étude antérieure a suggéré que des doses de microgrammes d'un vaccin à nanoparticules contenant l'antigène S provoquaient des titres de NAb élevés. Sur cette base, les chercheurs suggèrent que cette plate-forme basée sur le VLP pourrait être aussi efficace avec des quantités comparables ou inférieures de protéine S. L'utilisation de lignées cellulaires productrices optimales et de conditions de bioréacteur pourrait améliorer le rendement, comme cela a été montré dans les expériences de vecteur de thérapie génique, où le rendement du vecteur et le titre moyen ont augmenté de 13 fois et ~ 6 fois dans un bioréacteur comme par rapport à une usine de cellules à dix couches.
Enfin, l'utilisation de VLP pourrait être utile pour l'immunogénicité car elles expriment un format d'antigène recombinant, qui s'est avéré plus immunogène que la protéine de type sauvage seule. Cette plate-forme évolutive pourrait être utilisée pour produire des vaccins à large spectre contre les coronavirus à grande échelle. Ces nanoparticules pourraient être utilisées dans le COVID-19 soit comme vaccin autonome, soit pour stimuler la réponse immunitaire à d'autres vaccins.
*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.
