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Uso SARS-CoV-2 de los investigadores a la plataforma vaccínea universal del bioengineer

Las personas de científicos de los Estados Unidos tienen recientemente desarrollado una estructura bioengineered del nanoparticle del bacteriófago T4 usando la tecnología de CRISPR que se puede utilizar como plataforma universal para producir vacunas. Utilizaron el coronavirus 2 (SARS-CoV-2) de la neumonía asiática como modelo para desarrollar la plataforma. El estudio está actualmente disponible en el servidor de la prueba preliminar del bioRxiv*.

Diseño del nanovaccine T4-SARS-CoV-2 por la ingeniería de CRISPR. DNAs dirigido correspondiente a diversos componentes del virion SARS-CoV-2 se incorpora en el genoma del bacteriófago T4. Cada DNA fue introducida en Escherichia Coli como plásmido dispensador de aceite (a), recombinado en el genoma bacteriófago inyectado a través del genoma CRISPR-apuntado que corregía (b). Diversas combinaciones de las piezas insertas CoV-2 entonces fueron generadas infecciones bacteriófagas simples y determinando los fagos recombinantes en la progenie (c). Por ejemplo, el fago recombinante que contiene CoV-2 la pieza inserta #1 (azul marino) se puede utilizar para infectar CRISPR Escherichia Coli que contiene la pieza inserta Co-V2 que contiene el plásmido dispensador de aceite #2 (rojo oscuro). Las placas de la progenie obtenidas contendrán el fago recombinante #3 con las piezas insertas #1 y #2 (azul marino más rojo oscuro) en el mismo genoma. Este proceso fue relanzado para construir rápidamente una tubería T4-SARS-CoV-2 de los fagos vaccíneos múltiplexes (d). Entonces revisaron a los candidatos vaccíneos seleccionados en un modelo del ratón (e) para determinar la vacuna más potente (f). Modelo estructural de T4-SARS-CoV-2 Nanovaccine que muestra una vista aumentada de un único (G) hexameric del capsomer. El capsomer muestra seis subunidades de la proteína importante gp23* (verde) del capsid, de trímeros del Soc (azul), y de una fibra hoc (amarillo) en el centro del capsomer. Los genes expresables del pico se insertan en el genoma bacteriófago, el péptido externo de 12 aa E (rojo) se visualiza en el extremo de la fibra hoc, S-trímeros (color cianita) se sujeta a las subunidades del Soc, y a las proteínas del nucleocapsid (amarillo) se empaqueta en base del genoma. Vea los resultados, los materiales y los métodos, y vídeo suplementario para los detalles adicionales.
Diseño del nanovaccine T4-SARS-CoV-2 por la ingeniería de CRISPR. DNAs dirigido correspondiente a diversos componentes del virion SARS-CoV-2 se incorpora en el genoma del bacteriófago T4. Cada DNA fue introducida en Escherichia Coli como plásmido dispensador de aceite (a), recombinado en el genoma bacteriófago inyectado a través del genoma CRISPR-apuntado que corregía (b). Diversas combinaciones de las piezas insertas CoV-2 entonces fueron generadas infecciones bacteriófagas simples y determinando los fagos recombinantes en la progenie (c). Por ejemplo, el fago recombinante que contiene CoV-2 la pieza inserta #1 (azul marino) se puede utilizar para infectar CRISPR Escherichia Coli que contiene la pieza inserta Co-V2 que contiene el plásmido dispensador de aceite #2 (rojo oscuro). Las placas de la progenie obtenidas contendrán el fago recombinante #3 con las piezas insertas #1 y #2 (azul marino más rojo oscuro) en el mismo genoma. Este proceso fue relanzado para construir rápidamente una tubería T4-SARS-CoV-2 de los fagos vaccíneos múltiplexes (d). Entonces revisaron a los candidatos vaccíneos seleccionados en un modelo del ratón (e) para determinar la vacuna más potente (f). Modelo estructural de T4-SARS-CoV-2 Nanovaccine que muestra una vista aumentada de un único (G) hexameric del capsomer. El capsomer muestra seis subunidades de la proteína importante gp23* (verde) del capsid, de trímeros del Soc (azul), y de una fibra hoc (amarillo) en el centro del capsomer. Los genes expresables del pico se insertan en el genoma bacteriófago, el péptido externo de 12 aa E (rojo) se visualiza en el extremo de la fibra hoc, S-trímeros (color cianita) se sujeta a las subunidades del Soc, y a las proteínas del nucleocapsid (amarillo) se empaqueta en base del genoma. Vea los resultados, los materiales y los métodos, y vídeo suplementario para los detalles adicionales.

Fondo

El pandémico de la enfermedad 2019 del coronavirus (COVID-19), causado por el patógeno SARS-CoV-2, ha cargado la atención sanitaria y las estructuras socioeconómicas de muchos países global. Para contener la transmisión viral, varias vacunas se han hecho en tiempo de registro, y algunas de estas vacunas están desarrollando ya en muchos países pandémico-afectados.

Para un descubrimiento más rápido de vacunas eficientes contra patógeno nuevamente emergidos tales como SARS-CoV-2, es crucial desarrollar una plataforma vaccínea universal que se pueda incorporar con una variedad de antígenos del objetivo, tales como DNA, proteínas, péptidos, y dominios, por separado o en diversas combinaciones. Tal plataforma sería determinado útil en el diseño y la selección de la vacuna más apropiada sin pasar durante ciclos repetidores de diseño.

En el estudio actual, los científicos desarrollaron una plataforma del nanovaccine por el bacteriófago T4 de la bioingeniería usando tecnología de CRISPR. Tal plataforma se puede utilizar para producir rápidamente a los candidatos vaccíneos que comprenden componentes múltiples de cualquier patógeno emergente.

Diseño del estudio

Los científicos utilizaron el bacteriófago T4 como plataforma modelo para diseñar a candidatos vaccíneos. El capsid de T4 está recubierto con dos proteínas no esenciales es decir Soc y hoc. Mientras que las ayudas del Soc estabilizan el capsid, las ayudas hoc T4 a sujetar a las células huesped. Estas dos proteínas se pueden utilizar como adaptadores para adherirse los determinantes antigénicos (epitopo) al capsid. Mecánico, el capsid T4 adornado con epitopos virales/bacterianos actúa como configuraciones moleculares patógeno-asociadas, y puede accionar así la activación de los receptores del reconocimiento de patrones e inducir inmunorespuestas fuertes.

Para diseñar el patrón vaccíneo, los científicos utilizaron SARS-CoV-2 como patógeno modelo e insertaron varios componentes virales incluyendo el pico, los envuelven, y nucleocapsid como DNAs o las proteínas en el nanoparticle T4 usando tecnología de CRISPR. Para insertar los componentes virales, han quitado las regiones genomic no esenciales del fago T4. Importantemente, han utilizado diversas divisiones del fago T4 para insertar diversos tipos de epitopos virales. Específicamente, han insertado el gen integral del pico, el gen obligatorio del dominio del receptor, y el gen del nucleocapsid en el genoma de las moléculas bacteriófagas y co-embaladas de T4 del nucleocapsid en la base del genoma. Además, dirigieron el fago T4 para visualizar el péptido y los pico-trímeros virales del envolvente.  

Por la ingeniería secuencial, han creado los fagos recombinantes múltiples T4 (candidatos vaccíneos) que comprendían diversas combinaciones de epitopos el patógeno.  

Para mantener nativo-como la estructura de componentes virales, él ha utilizado SpyCatcher-SpyTag que puenteaba la aproximación, que se requiere para el plegamiento y el glycosylation apropiados de los epitopos el patógeno dentro de los fagos T4.

Otro hecho importante es que las vacunas de T4-based no requieren el coadyuvante inducir inmunorespuestas deseadas. Esto ayuda a reducir el costo de la vacuna y la complejidad de la fabricación. Por otra parte, las vacunas hechas sin un coadyuvante son generalmente más seguras que vacunas coadyuvante-acopladas porque los coadyuvantes químicos se asocian a menudo a reactogenicity vacuna-relacionado. En este estudio, no se ha notado ningunas reacciones adversas después de vacunar animales con los candidatos de la vacuna de T4-based.  

Inmunorespuestas

Sobre la prueba de estos candidatos vaccíneos en modelos del ratón y del conejo, los investigadores observaron que el fago T4 que visualiza los trímeros virales del pico induce los niveles más altos de inmunorespuestas transmitidas por células anticuerpo-mediada y de T. Los anticuerpos pico-específicos son capaces de cegar la acción recíproca entre el dominio obligatorio del receptor del pico y la angiotensina del ordenador principal que convierten el receptor de la enzima 2 (ACE2), además de neutralizar el virus.

Tomado junto, este candidato vaccíneo es capaz de ofrecer la protección completa contra la infección SARS-CoV-2 en ratones. Además de generar los anticuerpos pico-específicos, la vacuna induce una inmunorespuesta amplia contra envuelve y las proteínas del nucleocapsid.

Significación del estudio

El estudio ha ofrecido una plataforma de diseño vaccínea bacteriófago-basada T4 para generar de poco costo a candidatos vaccíneos eficientes contra cualquier patógeno dentro de un período muy corto. Los niveles de los perfiles de la estabilidad y de seguro hacen T4 bioengineered una plataforma valiosa para desarrollar a los candidatos vaccíneos multipotent que comprenden epitopos distintos más de un patógeno en una misma formulación, que es importante para generar inmunorespuestas robustas y dispersas.

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

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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