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A vacina COVID-19 nova podia fornecer a protecção contra a existência e as tensões futuras dos coronaviruses

Uma vacina COVID-19 que poderia fornecer a protecção contra a existência e as tensões futuras do coronavirus COVID-19, e outros coronaviruses, e o custo aproximadamente $1 uma dose mostraram resultados prometedores no teste animal adiantado.

As vacinas criadas pelo Steven L. Zeichner, DM, PhD, e Xiang-Jin Meng da saúde de UVA da tecnologia de Virgínia, DM, PhD, impediram que os porcos se tornem doentes com um coronavirus do modelo do porco, vírus epidémico suíno da diarreia (PEDV). A vacina foi desenvolvida usando uma aproximação inovativa que Zeichner dissesse pudesse um dia abrisse a porta a uma vacina universal para coronaviruses, incluindo os coronaviruses que ameaçaram previamente as pandemias ou talvez mesmo os coronaviruses que causam alguns casos da constipação comum.

Sua vacina do coronavirus oferece diversas vantagens que poderiam superar obstáculos principais aos esforços globais da vacinação. Seria fácil armazenar e transportar, mesmo em áreas remotas do mundo, e poderia ser produzido em quantidades em massa usando fábricas existentes da vacina-fabricação.

Os cientistas da tecnologia de UVA e de Virgínia criaram a vacina usando uma plataforma nova Zeichner inventado para desenvolver ràpida vacinas novas. Assim o sucesso do teste prognostica bem para a aproximação da vacina COVID-19 e da vacina-revelação de Zeichner.

Nossa plataforma nova oferece uma rota nova produzir ràpida vacinas a custo muito baixo que pode ser manufacturado nas facilidades existentes em todo o mundo, que devem ser particularmente úteis para a resposta pandémica.”

Steven L. Zeichner, DM, PhD, saúde de UVA

Aproximação vacinal nova

A plataforma nova da vacina-produção de Zeichner envolve sintetizar o ADN que dirige a produção de uma parte do vírus que pode instruir o sistema imunitário como montar uma resposta imune protectora contra o vírus.

Que o ADN está introduzido em um outro círculo pequeno do ADN chamou um plasmídeo que pudesse reproduzir dentro das bactérias. O plasmídeo é introduzido então nas bactérias, instruindo as bactérias colocar partes de proteínas em suas superfícies. A técnica usa as bactérias comuns Escherichia Coli.

Uma inovação principal é que o Escherichia Coli teve um grande número seus genes suprimidos. Remover muitos dos genes das bactérias, incluindo os genes que compo a peça de sua superfície exterior ou membrana exterior, parece aumentar substancialmente a capacidade do sistema imunitário para reconhecer e responder ao antígeno vacinal colocado na superfície das bactérias.

Para produzir a vacina, as bactérias que expressam o antígeno vacinal são crescidas simplesmente em um fermentador, bem como os fermentadores usados em processos industriais microbianos comuns como a fabricação de cerveja, e matados então com uma baixa concentração de formalina.

“As vacinas matadas da inteiro-pilha estão actualmente em uso difundido proteger contra doenças mortais como a cólera e a coqueluche. As fábricas em muitos países da baixo-à-médio-renda em todo o mundo estão fazendo centenas de milhões de doses daquelas vacinas pelo ano agora, para uns $1 pela dose ou o menos,” Zeichner disse. “Pode ser possível adaptar aquelas fábricas para fazer esta vacina nova. Desde que a tecnologia é muito similar, o custo deve ser similar demasiado.”

O todo o processo, de identificar um alvo vacinal potencial a produzir as bactérias gene-suprimidas que têm os antígenos vacinais em suas superfícies, pode ocorrer muito rapidamente, nas somente duas a três semanas, fazendo o ideal da plataforma para responder a uma pandemia.

Visando o coronavirus

A vacina de Zeichner e de Meng toma uma aproximação incomum que visa uma parte da proteína do ponto do vírus, “o peptide viral da fusão,” que é essencialmente universal entre coronaviruses. O peptide da fusão não foi observado para diferir de todo em muitas seqüências genéticas de SARS-CoV-2, o vírus que causa COVID-19, que foram obtidos dos milhares de pacientes em todo o mundo durante a pandemia.

Meng e Zeichner fizeram duas vacinas, uma projetada proteger contra COVID-19, e outra projetada proteger contra PEDV. PEDV e o vírus que causa COVID-19 são ambos os coronaviruses, mas eles são parentes distantes. PEDV e SARS-CoV-2, como todos os coronaviruses, compartilham de diversos dos ácidos aminados que constituem o peptide da fusão. PEDV contamina os porcos, causando a diarreia, vômito e febre alta, e foi uma grande carga em fazendeiros de porco em todo o mundo. Quando PEDV apareceu primeiramente no porco reune nos E.U., ele matou quase 10% de porcos dos E.U. - uma pandemia do porco.

Uma vantagem de estudar PEDV nos porcos é que Meng e Zeichner poderiam estudar a capacidade das vacinas para oferecer a protecção contra uma infecção do coronavirus em seu anfitrião nativo - neste caso, porcos. Os outros modelos que foram usados para testar as vacinas COVID-19 estudam SARS-CoV-2 em anfitriões não-nativos, tais como macacos ou hamster, ou nos ratos que foram projectados genetically para os permitir de ser contaminado com SARS-CoV-2. Os porcos são igualmente muito similares na fisiologia e na imunologia aos povos - podem ser os modelos animais os mais próximos aos povos diferentes dos primatas.

Em alguns resultados inesperados, Meng e Zeichner observaram que a vacina contra PEDV e a vacina contra SARS-CoV-2 protegeram os porcos contra a doença causada por PEDV. As vacinas não impediram a infecção, mas protegeram os porcos de desenvolver sintomas severos, bem como as observações feitas quando os primatas foram testados com as vacinas do candidato COVID-19. As vacinas igualmente aprontaram o sistema imunitário dos porcos para montar uma resposta imune muito mais vigorosa à infecção. Se o PEDV e as vacinas COVID-19 protegeram os porcos contra a doença causada por PEDV e aprontaram o sistema imunitário para lutar a doença, é razoável pensar que a vacina COVID-19 igualmente protegeria povos contra a doença COVID-19 severa, os cientistas diz.

Passos seguintes

O teste adicional - incluindo experimentações humanas - foi exigido antes que a vacina COVID-19 poderia ser aprovada por Food and Drug Administration federal ou por outras entidades regulares em todo o mundo para o uso nos povos, mas os colaboradores é satisfeito pelos sucessos adiantados da plataforma da vacina-revelação.

Zeichner adicionou que estêve incentivado que uma colaboração entre UVA e tecnologia de Virgínia, escolas com uma rivalidade conhecida dos esportes, produziu tais resultados prometedores.

“XJ é apenas um colaborador surpreendente e um cientista maravilhoso. E é incredibly generoso com seu tempo e os recursos tem disponível,” Zeichner disse. “Se UVA e cientistas da tecnologia de Virgínia pode trabalhar junto para tentar fazer algo positivo para endereçar a pandemia, a seguir talvez há alguma esperança para a colaboração e a cooperação no país at large.”

Sobre a pesquisa

Os pesquisadores publicaram seus resultados no jornal científico PNAS. Os resultados estão sob a revisão paritária. A equipa de investigação consistiu em Denicar Lina Nascimento Fabris Maeda, Debin Tian, Hanna Yu, Nakul Dar, Vignesh Rajasekaran, Sarah Meng, Hassan Mahsoub, Harini Sooryanarain, BO Wang, C. Lynn Heffron, Anna Hassebroek, Tanya LeRoith, Xiang-Jin Meng e Steven L. Zeichner.

Zeichner é o professor do Birdsong de McClemore nos departamentos da pediatria e da biologia da microbiologia, da imunologia e do cancro, director do laboratório da doença infecciosa de Pendleton e da parte pediatras do centro de pesquisa das saúdes infanteis das crianças de UVA. Meng é universidade professor distinguido um membro, e do departamento da tecnologia de Virgínia de ciências biomedicáveis & de Pathobiology.

Seu trabalho da vacina-revelação foi apoiado pelo laboratório pediatra da doença infecciosa de Pendleton, a cadeira dotada Birdsong de McClemore e pelo apoio generoso da universidade de Virgínia que equipa o fundo para a pesquisa COVID-19 e da fundação da hera. O trabalho foi apoiado igualmente parcialmente pela faculdade de Virgínia-Maryland da medicina veterinária (FRS#175420), e pelos fundos internos da tecnologia de Virgínia (FRS#440783).

Source:
Journal reference:

Maeda, D.L.N.F., et al. (2021) Killed whole-genome reduced-bacteria surface-expressed coronavirus fusion peptide vaccines protect against disease in a porcine model. PNAS. doi.org/10.1073/pnas.2025622118.