Dans une récente étude publiée sur bioRxiv* serveur de prétirage, les chercheurs ont caractérisé le développement de plusieurs candidats vaccins contre le coronavirus 2 (SRAS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère à vecteur adénoviral et à protéine recombinante sous-unitaire.
Les variantes émergentes du SRAS-CoV-2 ont présenté de nouvelles caractéristiques, notamment une transmission accrue et une évasion plus robuste du système immunitaire humain. Cela nécessite le développement de nouveaux vaccins contre la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19) qui pourraient cibler les régions les plus conservées dans le SRAS-CoV-2.
Étude : vaccin contre le SRAS-CoV-2 à vecteur d’adénovirus exprimant la protéine de fusion S1-N. Crédit d’image : Studio F8 / Shutterstock
Sommaire
À propos de l’étude
Dans la présente étude, les chercheurs ont décrit la génération d’un vaccin SARS-CoV-2 à base d’adénovirus, ainsi que l’efficacité d’une dose de rappel de vaccin hétérologue administrée avec un vaccin SARS-CoV-2 recombinant sous-unitaire.
L’équipe a sous-cloné la protéine SARS-CoV-2 spike 1 (S1) et le gène de la nucléoprotéine (N) de type sauvage pour produire pAd/SARS-CoV-2-S1N. L’Ad5.SARS-CoV-2-S1N (Ad5.S1N) a ensuite été fabriqué à l’aide d’une recombinaison homologue afin de créer un adénovirus humain de type 5 dépourvu de réplication E1/E3 qui exprimait la protéine SARS-CoV-2-S1. L’expression virale due au candidat adénoviral a été détectée en infectant le surnageant A549 avec Ad5.S1N et en évaluant le surnageant à l’aide d’une électrophorèse sur gel de dodécylsulfate de sodium-polyacrylamide (SDS-PAGE) et d’une analyse Western blot. L’équipe a ensuite reconnu les protéines recombinantes SARS-CoV-2-S1N à l’aide des anticorps polyclonaux N et S1.
L’immunogénicité de l’Ad5.S1N a été comparée à celle de l’Ad5.S1 en évaluant les titres d’immunoglobuline G (IgG), IgG1 et IgG2a spécifiques à S1 dans les échantillons sérologiques de souris vaccinées soit par voie intranasale (IN) soit par voie sous-cutanée (SC ) injection et de souris témoins. Les échantillons de sérum prélevés ont été dilués pour estimer les titres au point final à l’aide d’un dosage immuno-enzymatique (ELISA).
L’équipe a également utilisé un test de microneutralisation (NT90) qui a testé la capacité des échantillons de sérum à neutraliser l’infectivité du SARS-CoV-2. Des échantillons de sérum obtenus à partir de souris six à huit semaines après la vaccination ont également été testés pour les anticorps neutralisants spécifiques au SRAS-CoV-2. L’immunité cellulaire spécifique S1 et N chez les souris vaccinées a été déterminée en quantifiant l’interféron-γ.+ (IFNγ.+), cytotoxiques (CD8 +) et réponses des cellules T CD4 + en effectuant une cytométrie en flux et une coloration intracellulaire des cytokines (ICS).
En outre, l’équipe a exploré les stratégies d’administration du vaccin primaire et de rappel sous la forme de calendriers de vaccination homologues et hétérologues. L’efficacité d’un schéma hétérologue avec Ad5.S1N administré SC comme vaccin primaire boosté par la protéine de type sauvage (WT) de la sous-unité S1 recombinante a également été évaluée.
Résultats
Les résultats de l’étude ont montré que les titres au point final d’IgG, d’IgG1 et d’IgG2a spécifiques à S1 pour Ad5.S1 et Ad5.S1N étaient comparables. Cependant, l’administration SC d’Ad5.S1 et d’Ad5.S1N a montré une augmentation significative des titres d’IgG jusqu’à deux semaines après une dose de vaccination par rapport au groupe témoin. D’autre part, les titres d’IgG après l’administration IN d’Ad5.S1 et d’Ad5.S1N ont augmenté à des niveaux similaires à ceux de l’injection SC trois semaines après la vaccination. Les titres similaires d’IgG1 et d’IgG2a induits par Ad5.S1 et Ad5.S1N ont indiqué une réponse équilibrée des cellules T-helper 1 (Th1) et Th2.
De plus, l’équipe n’a trouvé aucune réponse d’anticorps neutralisants dans le sérum des souris témoins. Cependant, des anticorps neutralisants ont été observés chez des souris vaccinées avec Ad5.S1 et Ad5.S1N six semaines après la vaccination. Notamment, la réponse des anticorps neutralisants pour l’injection SC était d’un degré inférieur à celle de l’administration IN pour les vaccinations Ad5.S1 et Ad5.S1N.
Réponses d’anticorps neutralisants chez les souris 7 semaines après l’immunisation de rappel hétérologue. Groupe 1 prime et homologue boost 45ug rS1 WT. Groupe 2 prime et boost homologue 45ug rS1 B.1.351. Groupe 3 prime et boost homologue avec 45ug rS1 WT+B.1.351. Groupe 4 prime 45ug rS1 WT et rappel hétérologue 45ug rS1 B.1.351. Groupe 5 prime 1×1010 vp Ad5.S1N et boost hétérologue 45ug rS1 WT. Groupe 6 prime 1×1010 vp Ad5.S1N et boost hétérologue 45ug rS1 B.1.351. Le sérum de souris immunisées a été testé pour les anticorps neutralisants à l’aide d’un test de neutralisation par réduction de plaque (PRNT) avec trois souches différentes de SARS-CoV-2 de Wuhan, Afrique du Sud (Beta B.1.351) ou du Brésil (Gamma P.1). Neutralisation de la souche Wuhan représentée par un cercle, neutralisation de Beta B.1.351 représentée par un carré et neutralisation de Gamma P.1 représentée par un triangle. Les titres sériques qui ont entraîné une réduction de 90 % des plaques virales du SRAS-CoV-2 (NT90) par rapport au contrôle du virus sont signalés sept semaines après la vaccination initiale, et les barres représentent des moyennes géométriques (N = 5 souris par groupe). Les résultats proviennent d’une seule expérience animale. Aucun anticorps neutralisant n’a été détecté dans le groupe témoin PBS sérique (non représenté). Cette expérience a été réalisée une fois.
Les chercheurs ont également remarqué que l’administration IN d’Ad5.S1 ou d’Ad5.S1N n’entraînait pas d’augmentation de l’immunité systémique par les lymphocytes T CD8+ spécifiques de S1 ou N par rapport aux souris témoins administrées par IN. Cependant, l’injection SC a entraîné une amélioration significative de l’immunité systémique par l’IFNγ spécifique de S1.+ Cellules T CD8 + par rapport à l’administration IN dans les cohortes vaccinées et témoins ainsi qu’aux injections SC chez les souris témoins. Cela indiquait qu’une seule dose de vaccin d’Ad5.S1 ou d’Ad5.S1N administrée soit par SC soit par IN entraînait une réponse IgG significative spécifique de S1. De plus, l’ajout de la protéine N par le biais du vaccin Ad5.S1N a augmenté l’induction de lymphocytes T CD8+ spécifiques à S1.
L’équipe a observé qu’un schéma de vaccination homologue avec Ad5.S1N administré IN comme prime et SC comme dose de rappel avec Ad5.S1N administré SC prime et SC recombinant S1 dose de rappel a montré des niveaux sensiblement plus élevés d’IgG trois et six semaines après la vaccination par rapport au groupe témoin. En revanche, l’Ad5.S1N administré en tant que dose d’amorçage SC et de rappel SC n’a montré aucune amélioration des taux d’IgG.
Conclusion
Les résultats de l’étude ont mis en évidence le potentiel d’Ad5.SARS-CoV-2-S1N en tant que nouveau vaccin COVID-19 en raison de son induction de réponses immunitaires cellulaires et humorales spécifiques à l’antigène anti-SARS-CoV-2. En particulier, le calendrier hétérologue du vaccin de rappel de la protéine S1 recombinante primaire et sous-unitaire Ad5.SARS-CoV-2-S1N a montré une efficacité élevée contre le COVID-19 ainsi que contre les variantes émergentes du SARS-CoV-2.
*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.
