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Uso SARS-CoV-2 dei ricercatori alla piattaforma vaccino universale del bioengineer

Un gruppo degli scienziati dagli Stati Uniti ha sviluppato di recente una struttura bioengineered di nanoparticella del batteriofago T4 facendo uso della tecnologia di CRISPR che può essere usata come piattaforma universale per produrre i vaccini. Hanno usato il coronavirus 2 (SARS-CoV-2) di sindrome respiratorio acuto severo come modello per sviluppare la piattaforma. Lo studio è attualmente disponibile sul " server " della pubblicazione preliminare del bioRxiv*.

Progettazione del nanovaccine T4-SARS-CoV-2 da assistenza tecnica di CRISPR. DNAs costruito che corrisponde alle varie componenti del virion SARS-CoV-2 è incorporato nel genoma del batteriofago T4. Ogni DNA è stato presentato in Escherichia coli come plasmide erogatore (a), ricombinato nel genoma dei fagi iniettato con modificare CRISPR-mirato a del genoma (b). Le combinazioni differenti di inserzioni CoV-2 poi sono state generate le infezioni dei fagi semplici ed identificando i fagi recombinanti nella progenie (c). Per esempio, il fago recombinante che contiene CoV-2 l
Progettazione del nanovaccine T4-SARS-CoV-2 da assistenza tecnica di CRISPR. DNAs costruito che corrisponde alle varie componenti del virion SARS-CoV-2 è incorporato nel genoma del batteriofago T4. Ogni DNA è stato presentato in Escherichia coli come plasmide erogatore (a), ricombinato nel genoma dei fagi iniettato con modificare CRISPR-mirato a del genoma (b). Le combinazioni differenti di inserzioni CoV-2 poi sono state generate le infezioni dei fagi semplici ed identificando i fagi recombinanti nella progenie (c). Per esempio, il fago recombinante che contiene CoV-2 l'inserzione #1 (blu scuro) può essere usato per infettare CRISPR Escherichia coli che contiene l'inserzione Co-V2 che contiene il plasmide erogatore #2 (rosso scuro). Le placche della progenie ottenute conterranno il fago recombinante #3 con sia le inserzioni #1 che #2 (blu scuro più rosso scuro) nello stesso genoma. Questo trattamento è stato ripetuto per costruire rapido una conduttura con T4-SARS-CoV-2 fagi vaccino multipli (d). I candidati vaccino selezionati poi sono stati schermati in un modello del mouse (e) identificare il vaccino più potente (f). Modello strutturale di T4-SARS-CoV-2 Nanovaccine che mostra una visualizzazione ingrandetta di singolo capsomer hexameric (g). Il capsomer mostra sei sottounità della proteina principale gp23* (verde) del capsid, dei trimeri del Soc (blu) e di una fibra hoc (giallo) al centro di capsomer. I geni esprimibili della punta sono inseriti nel genoma dei fagi, il peptide esterno di 12 aa E (rosso) video al suggerimento di fibra hoc, S-trimeri (ciano) è fissato agli sottounità del Soc ed alle proteine del nucleocapsid (giallo) è imballato nella memoria del genoma. Vedi i risultati, materiali e metodi e video supplementare per i dettagli supplementari.

Sfondo

La pandemia di malattia 2019 di coronavirus (COVID-19), causata dall'agente patogeno SARS-CoV-2, ha caricato la sanità e le strutture socioeconomiche di molti paesi globalmente. Per porre freno la trasmissione virale, parecchi vaccini sono stati fatti nel tempo record ed alcuni di questi vaccini già stanno srotolando in molti paesi pandemico-commoventi.

Per la scoperta più veloce dei vaccini efficienti contro gli agenti patogeni recentemente emergenti quale SARS-CoV-2, è cruciale sviluppare una piattaforma vaccino universale che può essere compresa esclusivamente con vari antigeni dell'obiettivo, quali DNA, proteine, i peptidi ed i domini, o in varie combinazioni. Una tal piattaforma sarebbe particolarmente utile nella progettazione e selezionando il la maggior parte appropri il vaccino senza passare durante i cicli ripetitivi di progettazione.

Nello studio corrente, gli scienziati hanno sviluppato una piattaforma di nanovaccine dal batteriofago T4 della bioingegneria facendo uso della tecnologia di CRISPR. Una tal piattaforma può essere utilizzata per produrre rapido i candidati vaccino che comprendono le componenti multiple tutto l'agente patogeno emergente.

Progettazione di studio

Gli scienziati hanno usato il batteriofago T4 come piattaforma di modello per progettare i candidati vaccino. Il capsid di T4 è ricoperto di due proteine non indispensabili cioè Soc e hoc. Mentre le guide del Soc stabilizzano il capsid, guide hoc T4 da fissare alle cellule ospiti. Queste due proteine possono essere usate come convertitori per aderire i fattori determinanti antigenici (epitopo) al capsid. Meccanicistico, il capsid T4 decorato con epitopi virali/batterici funge da reticoli molecolari agente-associati e può avviare così l'attivazione dei ricevitori di riconoscimento di forme ed indurre le forti risposte immunitarie.

Per progettare il modello vaccino, gli scienziati hanno usato SARS-CoV-2 come agente patogeno di modello ed hanno inserito parecchie componenti virali compreso la punta, avvolgono e nucleocapsid come DNAs o proteine nella nanoparticella T4 facendo uso della tecnologia di CRISPR. Per inserire le componenti virali, hanno eliminato le regioni genomiche non indispensabili di fago T4. D'importanza, hanno usato i compartimenti differenti del fago T4 per inserire i tipi differenti di epitopi virali. Specificamente, hanno inserito il gene integrale della punta, il gene obbligatorio del dominio del ricevitore ed il gene del nucleocapsid nel genoma delle molecole dei fagi e co-imballate di T4 del nucleocapsid nella memoria del genoma. Inoltre, hanno costruito il fago T4 per video il peptide e i punta-trimeri virali della busta.  

Da assistenza tecnica sequenziale, hanno creato T4 i fagi recombinanti multipli (candidati vaccino) che comprendono le combinazioni differenti gli epitopi dell'agente patogeno.  

Per mantenere la struttura del tipo di indigena delle componenti virali, hanno usato SpyCatcher-SpyTag che getta un ponte sull'approccio, che è richiesto per la piegatura e la glicosilazione appropriate degli epitopi dell'agente patogeno dentro i fagi T4.

Un altro fatto importante è che i vaccini di T4-based non richiedono l'adiuvante di indurre le risposte immunitarie desiderate. Ciò contribuisce a diminuire il costo del vaccino e la complessità di fabbricazione. Inoltre, i vaccini fatti senza un adiuvante è generalmente più sicuri di quanto i vaccini adiuvante-accoppiati perché gli adiuvanti chimici sono associati spesso con la reattogenicità in relazione con il vaccino. In questo studio, nessun effetto collaterale negativo è stato notato dopo la vaccinazione degli animali con i candidati del vaccino di T4-based.  

Risposte immunitarie

Sopra l'esame dei questi candidati vaccino nei modelli del coniglio e del mouse, ricercatori hanno osservato che il fago T4 che video i trimeri virali della punta induce i livelli elevati sia delle risposte immunitarie comunicate per cellule di T che anticorpo-mediata. Gli anticorpi punta-specifici sono capaci del blocco dell'interazione fra il dominio obbligatorio del ricevitore della punta ed il ricevitore dell'enzima di conversione dell'angiotensina 2 ospite (ACE2), oltre a neutralizzare il virus.

Catturato insieme, questo candidato vaccino è capace di assicurare la protezione completa contro l'infezione SARS-CoV-2 in mouse. Oltre a generare gli anticorpi punta-specifici, il vaccino induce una vasta risposta immunitaria contro avvolge e le proteine del nucleocapsid.

Significato di studio

Lo studio ha fornito ad una piattaforma di progettazione vaccino basata a dei fagi T4 per generare in modo redditizio i candidati vaccino efficienti contro tutto l'agente patogeno durante molto un corto periodo. Gli alti livelli dei profili di sicurezza e della stabilità rendono a T4 bioengineered una piattaforma apprezzata per sviluppare i candidati vaccino multipotent che comprendono gli epitopi distinti di più di un agente patogeno in una stessa formulazione, che è importante per la generazione delle risposte immunitarie robuste e diffuse.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
Dr. Sanchari Sinha Dutta

Written by

Dr. Sanchari Sinha Dutta

Dr. Sanchari Sinha Dutta is a science communicator who believes in spreading the power of science in every corner of the world. She has a Bachelor of Science (B.Sc.) degree and a Master's of Science (M.Sc.) in biology and human physiology. Following her Master's degree, Sanchari went on to study a Ph.D. in human physiology. She has authored more than 10 original research articles, all of which have been published in world renowned international journals.

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