Un vaccin COVID-19 amélioré est prometteur contre Omicron dans des modèles expérimentaux

Dans une récente étude publiée dans la revue Science Médecine translationnelledes chercheurs aux États-Unis ont conçu un vaccin bivalent contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) sur la plateforme d’acide ribonucléique messager (ARNm).

Ce vaccin à nanoparticules d’ARNm-lipides (LNP) a codé une protéine de nucléocapside (N) pleine longueur de la souche ancestrale Wuhan-Hu1 du coronavirus du syndrome respiratoire aigu sévère 2 (SARS-CoV-2). Ils ont évalué son immunogénicité et son efficacité dans des modèles de souris et de hamster contre toutes les variantes préoccupantes du SRAS-CoV-2 (COV) seules et combinées avec les vaccins à base d’ARNm actuellement utilisés en clinique à base de protéine de pointe (S).

Étude : La double vaccination d’ARNm de pointe et de nucleocapsid confèrent la protection contre les variantes SARS-CoV-2 Omicron et de delta dans les modèles précliniques. Crédit d’image : Orphée FX/Shutterstock

Arrière plan

Tous les vaccins COVID-19 combattant les infections par le SRAS-CoV-2 ciblent la protéine S du SRAS-CoV-2 ou son domaine de liaison au récepteur (RBD) pour déclencher une puissante réponse des anticorps neutralisants (nAb). Ainsi, les chercheurs ont émis l’hypothèse qu’un vaccin ciblant une protéine SARS-CoV-2 plus conservée ou des vaccins multivalents fournirait une protection plus large contre les variants SARS-CoV-2 hautement mutés nouvellement émergents. La protéine SARS-CoV-2 N est un immunogène hautement conservé et puissant qui déclenche une forte réponse des lymphocytes T, ce qui en fait un candidat idéal pour une incorporation dans les vaccins de nouvelle génération.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué l’immunogénicité de la formulation du vaccin ARNm-N chez les souris BALB/c. Ils ont créé deux groupes de sept souris chacun et les ont vaccinés avec une solution saline tamponnée au phosphate (PBS) (faux) ou 1 μg de vaccin m-ARN N par voie intramusculaire (IM) à la semaine zéro (prime) et à la semaine 3 (rappel). Après la primo-vaccination, l’équipe a prélevé des échantillons de sérum pour l’analyse des anticorps. Après une vaccination de rappel, ils ont euthanasié des souris pour d’autres analyses immunologiques.

L’équipe a examiné les réponses des lymphocytes T dans les splénocytes par cytométrie en flux. De même, ils ont mesuré la réponse des lymphocytes T spécifiques de N par coloration intracellulaire des cytokines (ICS) des splénocytes. En outre, ils ont effectué un test ELISPOT (enzyme-linked immunosorbent spot) interféron-gamma (IFN-γ) pour évaluer les réponses des lymphocytes T induites par le vaccin ARNm-N.

De plus, les chercheurs ont utilisé un dosage immuno-enzymatique (ELISA) pour déterminer les titres d’anticorps de l’immunoglobuline G (IgG) de liaison N-spécifique. L’équipe a effectué des évaluations de vaccins similaires contre le COV delta du SRAS-CoV-2 chez des hamsters syriens.

Résultats de l’étude

L’ARNm-N était hautement immunogène mais seulement modérément contrôlé par le SRAS-CoV-2. Cependant, la vaccination combinée ARNm-S+N a contrôlé de manière plus robuste les COV SARS-CoV-2 Delta et Omicron dans les poumons des souris infectées que l’ARNm-S seul et a fourni une protection supplémentaire contre les deux variantes, ce qui a entraîné une réduction de la charge virale dans leurs voies respiratoires supérieures. voie (URT).

La vaccination par ARNm à double pointe et nucléocapside confère une protection contre les variantes SARS-CoV-2 Omicron et Delta dans des modèles précliniques

L’étude a fourni des preuves considérables suggérant l’implication des lymphocytes T dans la protection induite par le vaccin ARNm-S+N contre les variants du SRAS-CoV-2. Par exemple, l’ARNm-N seul a induit une protection modeste contre les souches SARS-CoV-2 et Delta en l’absence d’anticorps neutralisants. De même, les résultats de in vivo l’analyse de l’épuisement cellulaire a suggéré l’implication potentielle d’un groupe de lymphocytes T de différenciation 8 (CD8 +) dans la protection immunitaire induite par le vaccin ARNm-S + N. Les auteurs ont effectué une analyse immunitaire spécifique de l’antigène et ont observé que l’induction d’une immunité spécifique à N avec une immunité spécifique à S renforcée aidait le vaccin à ARNm bivalent à produire une réponse immunitaire plus vigoureuse.

Curieusement, le vaccin à base d’ARNm S et le vaccin combiné (ARNm-S + N) avaient des doses d’ARNm-S similaires, mais ils augmentaient l’immunité spécifique au S. Une hypothèse est que des effets d’amorçage croisé se sont produits entre les antigènes N et S après la vaccination par le vaccin ARNm-S+N. Il est également probable que la co-immunisation ARNm-N ait induit un environnement immunitaire favorable au développement d’une immunité S-spécifique. Cependant, les études futures devraient étudier tous les événements suivant la vaccination combinée ARNm-S+N, y compris la présentation de l’antigène et la stimulation des réponses innées et inflammatoires.

conclusion

L’étude a souligné que puisque la plate-forme ARNm-LNP a été testée et a montré un profil d’innocuité favorable dans de multiples études cliniques chez l’homme, cette approche pourrait être rapidement rendue cliniquement viable contre les COV du SRAS-CoV-2 encore émergents. Des études antérieures ont démontré des défis dans la conception de vaccins COVID-19 avec des séquences spécifiques aux COV. Le vaccin testé dans la présente étude avait des séquences d’acides aminés d’ARNm-N et d’ARNm-S du Wuhan-Hu-1. Pourtant, il a suscité une protection robuste contre les COV Delta et Omicron, ce qui était exemplaire. Des essais supplémentaires de l’approche vaccinale combinée chez les primates non humains (PNH) offriraient davantage d’occasions d’évaluer son innocuité et son efficacité.

Chez les hamsters défiés par les COV du SRAS-CoV-2, le vaccin combiné ARNm-S+N a induit un contrôle viral robuste dans les poumons. Cependant, son effet antiviral additif a semblé diminuer dans l’URT. Par conséquent, les études futures devraient étudier des approches de vaccination hétérologues impliquant différentes plateformes de vaccins et voies de vaccination. Par exemple, les stratégies de vaccination utilisant les voies d’administration IM, intranasale et orale pour améliorer la protection contre les COV dans l’URT.