Alors que le monde entre dans une deuxième vague de pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), le besoin d'un vaccin abordable et largement disponible reste urgent. Des chercheurs du Texas Children's Hospital Center for Vaccine Development, aux États-Unis, ont publié un rapport sur le serveur de pré-impression bioRxiv* qui décrit une protéine du domaine de liaison au récepteur (RBD) du coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère exprimé par la levure, une cible clé des efforts actuels de développement de vaccins. Il a été démontré que la RBD de levure est immunogène chez la souris et qu'elle induit un titre d'anticorps neutralisant élevé, ce qui en fait une base prometteuse pour un vaccin humain.
Les principaux domaines sur lesquels se concentrer en termes de développement d'un vaccin attractif sont son efficacité, sa facilité de production, son évolutivité et son aptitude à une distribution généralisée.
Sommaire
Vaccin avec adjuvant d'aluminium à base de RBD
L'étude actuelle est basée sur les résultats de candidats vaccins antérieurs contre le coronavirus qui sont construits autour de protéines RBD virales recombinantes formulées avec l'adjuvant contenant de l'aluminium Alhydrogel pour contrer le SRAS (syndrome respiratoire aigu sévère) et le MERS (syndrome respiratoire du Moyen-Orient) – le plus tôt mortel épidémies de coronavirus du siècle actuel. Ceux-ci se sont avérés efficaces pour induire des titres d'anticorps neutralisants élevés et protéger contre ces virus antérieurs, dans des études sur la souris. De plus, ils n'ont pas provoqué de renforcement immunitaire éosinophile, contrairement à la protéine de pointe de type sauvage (ou protéine S).
A) Alignement des séquences d'acides aminés entre SARS-CoV-2 RBD219-WT (S2-RBD) et RBD219-N1C1 (S2-RBD-N1C1). Dans le mutant N1C1, le résidu glutamine N-terminal (N331, vert) est éliminé et une mutation C538A (jaune) a été introduite. Aucune des deux mutations ne se trouve à l'intérieur du motif de liaison au récepteur (RBM, violet). B) Le modèle de structure de RBD219-WT a été extrait de la structure cristalline de la protéine de pointe SARS-CoV-2 (PDB ID 6VXX). Le RBM (N436-Y508) est à nouveau montré en violet tandis que l'asparagine délétée (N331) et la cystéine mutée (C538, mutée en alanine) dans RBD219-N1C1 sont surlignées en vert et jaune, respectivement
Abordable et immunogène
Les chercheurs ont décidé d'utiliser la levure Pichia pastoris pour produire la RBD recombinante en grandes quantités. Ceci est déjà largement utilisé dans de nombreux pays à revenu faible et intermédiaire (PRFI) pour produire des vaccins contre l'hépatite B. Ils ont sélectionné et comparé deux variantes de la RBD, la variante de type sauvage et la variante N1C1, pour tester leur potentiel à provoquer des titres d'anticorps neutralisants élevés, ainsi que l'immunité cellulaire, et pour tester leur capacité de protection.
Le variant N1 du vaccin SRAS-CoV RBD, lorsqu'il était formulé avec de l'oxy-hydroxyde d'aluminium (Alhydrogel), était déjà connu pour induire une réponse d'anticorps neutralisants élevée, sans aucune amélioration immunitaire indésirable, comme le montre l'absence d'infiltrats pulmonaires éosinophiles lors d'une provocation. par le virus après immunisation. En fait, il était plus efficace que le pic de pleine longueur pour susciter des anticorps spécifiques et il protégeait complètement les souris traitées de l'infection par le SRAS-CoV-2.
La RBD modifiée améliore le rendement en protéines
L'étude actuelle a utilisé l'analogue recombinant SARS-CoV-2 N1C2-RBD pour l'immunisation. Les chercheurs ont réduit la glycosylation excessive de la RBD pour permettre une purification plus facile, tandis que l'introduction d'un résidu cystéine libre par mutation améliorait la production de protéines dans le système de levure. Dans le même temps, les changements n'ont pas réduit la fonctionnalité de l'antigène, et n'ont pas non plus d'impact sur son immunogénicité lorsqu'ils sont utilisés comme dans l'expérience actuelle, dans une formulation contenant de l'alhydrogel.
Immunogénicité élevée
Les vaccins à base d'antigène RBD de type sauvage et N1C1 formulés avec Alhydrogel ont induit des titres d'IgG élevés après deux doses chez la souris. Le pseudovirus du SRAS-CoV-2 a également provoqué des titres neutralisants élevés dans la gamme de dilutions de 1: 1 000 à 1: 10 000, pour les deux antigènes. Ils ont induit une large gamme de cytokines, y compris l'interféron-gamma, l'IL-6 et l'IL-10. La réponse robuste des anticorps neutralisants, ainsi que le profil d'activation des lymphocytes T, sont des résultats rassurants.
Aucune amélioration immunitaire
De plus, les chercheurs suggèrent que cette formulation pourrait réduire le risque de renforcement immunitaire, ce qui jette également un éclairage nouveau sur le mécanisme de renforcement immunitaire. Ainsi, l'Alhydrogel peut être un adjuvant important pour la recherche sur le vaccin contre le coronavirus. À l'heure actuelle, il n'y a pas d'accord sur la manière de sélectionner les meilleurs antigènes, adjuvants, vecteurs ou outils biotechnologiques sur la seule base des principes établis de développement de vaccins ou des informations précliniques disponibles à ce jour.
Implications
Ces vaccins recombinants peuvent être utiles à la fois en tant que vaccins indépendants ou dans le cadre d'un régime de rappel primaire utilisant différents vaccins à divers stades – comme cela est déjà utilisé pour le paludisme. L'aluminium est déjà utilisé dans sept vaccins d'essai COVID-19 à l'heure actuelle, et souvent avec d'autres immunostimulants afin d'éviter des réponses immunitaires déséquilibrées.
Les avantages de cette plateforme de levure incluent son faible coût de production et la simplicité du processus de fabrication. Cela lui permet d'être utilisé par les PRFI à grande échelle, fournissant ainsi des vaccins efficaces qui sont produits à bas prix et sans avoir besoin d'une infrastructure sophistiquée. La plate-forme a déjà été validée par des vaccins antérieurs, tels que le vaccin recombinant contre l'hépatite B, qui est produit dans la levure par plusieurs pays appartenant au Réseau des fabricants de vaccins des pays en développement (DCVMN). Cela signifie que le même processus peut être utilisé pour la production d'un vaccin COVID-19 à base de levure sans investissement ni formation supplémentaire.
En fait, le processus de production et les lignées cellulaires de recherche pour l'antigène RBD recombinant utilisé dans la présente étude sont déjà autorisés à une entreprise indienne, et la production cGMP de cet antigène est en cours dans le but de poursuivre le développement clinique. Simultanément, l'antigène sous forme sauvage et N1C1 est toujours testé dans des modèles précliniques pour optimiser son activité physiologique ainsi que pour évaluer d'autres formulations plus récentes.
*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.
