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Projecto de uma vacina do mRNA SARS-CoV-2 encapsulada em nanoparticles do lipido

Porque a mortalidade de COVID-19-related ultrapassa 1 milhão, as centenas de papéis científicos relataram o desempenho de um anfitrião de candidatos vacinais contra o vírus. Agora, um estudo novo apresentado no bioRxiv* do server da pré-impressão descreve em outubro de 2020 o projecto eficiente de uma vacina do mRNA contra o coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2), com base no uso do domínio receptor-obrigatório viral (RBD) mRNA encapsulado em nanoparticles do lipido (LNP). Esta é uma aproximação nova para vacinas do mRNA para toda a indicação e pode beneficiar o campo da revelação vacinal no conjunto.

Estudo: Projecto de lipidos Ionizable novos de utilização vacinais de SARS-CoV-2 RBD mRNA. Crédito de imagem: Kateryna Kon/Shutterstock

Vários tipos vacinais

Os tipos vacinais diferentes incluem neutralizado/vivem vírus atenuado, vector viral de recombinação, proteína de recombinação, vacina do ADN, e vacina do RNA de mensageiro (mRNA). Entre estes, a vacina do mRNA tornou-se merecidamente popular como a tecnologia para assegurar o mRNA estável se tornou, junto com métodos superiores da entrega para obter a vacina na pilha de anfitrião.

Vantagens de vacinas do mRNA

É não somente o mRNA não-infeccioso e assim mais seguro, mas igualmente previne a necessidade para que a vacina incorpore o núcleo, que é mais complicado. Além disso, usa um processo de produção rápido, simples, que seja uma vantagem crucial no ajuste agudo da pandemia actual. De facto, a vacina de Moderna, com base na proteína viral mRNA do ponto, tomou somente 66 dias ao curso da selecção da seqüência do RNA à primeira administração a um ser humano.

Contudo, a tomada do mRNA é um desafio desde que quase cada tecido no corpo humano contem os ribonucleases que degradam todo o RNA que encontrar. Isto, acoplado com a carga negativa do mRNA, faz difícil para que a vacina incorpore a pilha e seu tráfico através da membrana de pilha, que é igualmente negativamente - cobrado.

Benefícios de LNPs

Por este motivo, os pesquisadores usaram uma molécula do portador para preservar o mRNA no formulário intacto e para promover sua tomada na pilha. Este é o papel jogado por LNPs, que são um formulário sofisticado de entregar o siRNA no organismo do anfitrião sem ter que usar um vector viral. Ter obtido a aprovação do FDA, estas é agora amplamente utilizada para a entrega do mRNA da antígeno-codificação, encapsulando antígenos virais contra o VIH, CMV, raiva, e gripe, para mencionar alguns.

Um LNP típico contem quatro porções, o lipido ionizable que permite que o LNP auto-monte, o agente de estabilização (colesterol), um phospholipid que empreste a estabilidade à estrutura encapsulando bilayered do lipido, e um glicol de polietileno decontenção de estabilização (PEG) que promova a estabilidade.

O primeiro é crucial à entrada intracelular do mRNA. O lipido ionizable aumenta a taxa de capsulagem do mRNA, aumenta a extensão da interacção entre o mRNA e a membrana de pilha apesar da carga negativa em ambos, e pode mesmo ajudar com escape endosomal, por meio de que o mRNA entra no citoplasma do endosome de modo que possa ser traduzido na proteína imunogenética codificada. Assim, a plataforma de LNP parece endereçar a estabilidade e as edições carga-relacionadas negativas com o mRNA pretendido para o uso intracelular.  

Estruturas químicas e propriedades físico-químicas do painel projetado A de LNPs: Ilustrações esquemáticas das estruturas dos lipidos projetados. Painel B: Ilustração esquemática da síntese de LNP. Painel C: A distribuição de tamanho e o deslocamento predeterminado representativos da polidispersidade de LNPs mediram pelo painel dinâmico D da dispersão de luz: As imagens representativas de TEM de LNP #2. escalam a barra 100 nanômetro.
Estruturas químicas e propriedades físico-químicas do painel projetado A de LNPs: Ilustrações esquemáticas das estruturas dos lipidos projetados. Painel B: Ilustração esquemática da síntese de LNP. Painel C: A distribuição de tamanho e o deslocamento predeterminado representativos da polidispersidade (PDI) de LNPs mediram pelo painel dinâmico D da dispersão de luz: As imagens representativas de TEM de LNP #2. escalam a barra 100 nanômetro.

Expressão e imunogenicidade de Luciferase do teste

Os pesquisadores, que tiveram a experiência precedente desenvolver os lipidos ionizable novos que seriam úteis para que as formulações de LNP consigam a entrega do siRNA, examinaram o uso potencial de diversos lipidos ionizable in vivo. Identificaram os lipidos apropriados que permitiriam que o mRNA escapasse do compartimento endosomal e entrasse no cytosol para a tradução.

Seleccionaram dois do LNPs o mais popular testando sua formulação vacinal. Empregaram um indicador do luciferase para demonstrar a tomada do mRNA e para avaliar assim a eficácia da formulação de LNP.

As duas formulações selecionadas foram encontradas para produzir a expressão intensa e duradouro do luciferase, com uma explosão da luminescência após a adição de luciferin. Os investigador encontraram uma resposta limitada do anticorpo após uma imunização, mas um de mais alto nível da resposta celular dirigiu contra o antígeno do luciferase. Ambo LNPs induziu a imunidade celular comparável, mas a luminescência com uma era mais transiente do que a outro.

O teste padrão da expressão da proteína, não prevê conseqüentemente a imunogenicidade da molécula. Um pouco, isto é determinado pela eficiência da tomada do antígeno pelas pilhas deapresentação (APC), que a entregam aos linfócitos no nó de linfa.  Isto conduzirá à activação de pilhas de T e à produção de mediadores imunes.

Na experiência actual, a resposta imune pareceu ser robusta devido à distribuição do tecido e da pilha da proteína expressada. Uma pesquisa mais adicional é exigida examinar como a proteína do luciferase é expressada em vários tecidos e órgãos.

Imunidade robusta com a vacina de LNP-RBD mRNA

Usando um modelo do rato, compararam a resposta imune depois da inoculação intramuscular ou intradermally, com o RBD mRNA e o LNP-RBD mRNA. O primeiro era ineficaz.

Com o segundo, a dose da escorva apenas induziu uma resposta humoral limitada mas a imunidade celular substancial, especialmente com a rota intramuscular. Contudo, com um regime do principal-impulso, a vacina induziu uma resposta imune robusta com um nível elevado de anticorpos de neutralização e de uma resposta celular de Th1-skewed.

Além disso, uma das duas formulações testadas mostradas aumentou a imunogenicidade após a administração intradermal, talvez porque pode activar APCs após a administração intradermal e intramuscular. Outro tem a imunogenicidade significativa somente através da rota intramuscular.

Implicações e pesquisa futura

Estes resultados podiam indicar a importância da rota da administração ao avaliar a eficácia vacinal para as experiências futuras.

A formulação de LNP-RBD era demonstrably superior ao ponto de recombinação ou ao RBD, usando um regime do principal-impulso. Mesmo que os últimos induzissem titers comparáveis de anticorpos de neutralização, a resposta celular faltava marcada, contra o uso da vacina de LNP RBD mRNA.

Isto é explicado pelo facto que a proteína de recombinação exige para ser pegada por APCs para que uma resposta imune ocorra. Contudo, a expressão do antígeno intracelular que segue inevitàvel a entrada do mRNA na pilha significa que a classe de MHC mim apresentação dos resumos resulta da administração vacinal, que apronta pilhas de T citotóxicos e pilhas do Th.

A presença de dois subconjuntos complementares de pilhas de T ativadas conduz a uma resposta imune forte e durável, anticorpo e comunicado pelas células, depois da vacinação de LNP RBD mRNA.

Finalmente, a preocupação que a vacinação pôde induzir o realce dependendo dos anticorpos (ADE) e doença respiratória aumentada vacina-associada (VAERD), e seja assim deletéria um pouco do que útil para o paciente, é abrandada pela ocorrência de um Th1- um pouco do que a resposta de Th2-biased. A pesquisa é exigida para explorar o papel jogado pelas propriedades físicas e químicas dos lipidos usados no LNPs, que poderia guiar a composição de vacinas LNP-baseadas futuro do mRNA.

A demonstração de uma resposta imune robusta indica a promessa nesta aproximação à revelação vacinal.

Observação *Important

o bioRxiv publica os relatórios científicos preliminares que par-não são revistos e, não devem conseqüentemente ser considerados como conclusivos, guia a prática clínica/comportamento saúde-relacionado, ou tratado como a informação estabelecida.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

Citations

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