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O vírus de mosaico de tabaco nanoparticle-baseou o candidato novo da vacina COVID-19

Há diversas vacinas actualmente disponíveis para combater a pandemia da doença 2019 do coronavirus (COVID-19). Algumas das plataformas vacinais atualmentes em uso incluem os micróbios patogénicos vivo-atenuados, os micróbios patogénicos neutralizados, os vectores do pseudo--dactilografar-vírus, vacinas à base de ácido nucleicas, e vacinas da subunidade da proteína.

Estudo: Revelação de um candidato SARS-CoV-2 vacinal que usam a fabricação Planta-Baseada e de um mosaico de tabaco Vírus-como a Nano-Partícula. Crédito de imagem: solarseven/Shutterstock.com

A emergência de variações novas do coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) cria uma necessidade a desenvolve plataformas vacinais novas e candidatos vacinais com desempenho aumentado. As plataformas vacinais baseadas do nanoparticle (NP) são muito eficazes para a revelação vacinal, porque podem ser administradas através das várias rotas, foram sabidas para induzir respostas imunes inatas e adaptáveis, e podem facilmente ser projectadas gerar as vacinas que visam toda a doença.

Vírus-como as partículas (VLP) é NPs que têm sido encontradas previamente para ser eficazes contra o vírus da hepatite B e o papillomavirus do ser humano (HPV). Mais, VLPs produziu nas plantas mostrou resultados prometedores durante o teste pré-clínico.

Os vírus de planta tais como vírus de mosaico de tabaco (TMV) são sabidos para induzir uma resposta imune eficaz. No as vacinas recentes estudam, cientistas geram um tipo plataforma de VLP do NP feita dos antígenos virais de recombinação conjugados com virions de TMV.

Como a vacina foi construída e formulada?

A proteína completo do ponto (s) de SARS-CoV-1 e o coronavirus respiratório da síndrome de Médio Oriente (MERS) foram relatados para ser associados com uma infecção viral aumentada e uma patologia imune pulmonaa séria em sistemas pré-clínicos e em animais experimentais, respectivamente. Considerando esta evidência, os cientistas no estudo actual projectaram um candidato vacinal (RBD) receptor-obrigatório do antígeno do domínio que carregasse os ácidos aminados (331 - 632) da subunidade S1 SARS-CoV-2 da proteína do ponto (s).

A estabilidade do antígeno foi aumentada mais fundindo a seqüência de RBD com o domínio constante (Fc) da imunoglobulina humana G1 (IgG1) para obter o candidato vacinal CoV-RBD121. Isto subseqüentemente foi produzido em plantas de N.benthamania e refinado. A tensão de recombinação de TMV que contem um resíduo da lisina do N-terminal (TMN NtK) foi produzida em plantas de N.benthamania e refinada. A formulação vacinal, CoV-RBD121-NP, foi gerada por CoV-RBD121 de conjugação às características conferindo de TMN NtK VLP ao antígeno que aumenta sua imunogenicidade.

Esta formulação vacinal permaneceu estável por um período de 12 meses em temperaturas o °C 2-8 do °C e 22-28, assim confirmando a possibilidade da formulação para a distribuição global.

CoV-RBD121-NP exibiu a imunogenicidade significativa

A resposta imune induzida por CoV-RBD121-NP contra SARS-CoV-2 foi avaliada nos ratos C57BL/6 fêmeas. Os ratos foram administrados 15 microgramas (mg) ou magnésio 45 de CoV-RBD121-NP subcutaneously com ou sem o assistente 7909 CpG.

Os ratos imunizados com CoV-RBD121-NP foram comparados aos ratos que receberam duas 45 doses do magnésio de CoV-RBD121, que é o antígeno apenas sem TMV, ou aos ratos que receberam o veículo. A coleção do sangue foi feita nos dias 0, 12, e 28 para avaliar os anticorpos. Os ratos euthanized no dia 42 e os soros finais foram recolhidos, junto com o baço para a análise de g da interferona (IFNg).

o ensaio Enzima-ligado da imunoabsorção (ELISA) foi usado para avaliar a reactividade total de IgG exibida pelo soro recolhido contra o RBD da proteína de SARS-CoV-2 S. O S1 histidine-etiquetado de recombinação (S1 seu) foi empregado como o antígeno da captação nos ensaios.

Encontrou-se que a maioria dos ratos que receberam 15 magnésio CoV-RBD121-NP com ou sem a conjugação com assistente indicaram uma baixa resposta de IgG no dia 12 após a primeira imunização. Uma resposta forte de IgG foi observada no dia 28 nos ratos que receberam 15 o magnésio ou dose do magnésio 45 da vacina sem o assistente.

No caso dos ratos que receberam a formulação vacinal adjuvanted, a dose do magnésio 45 produziu uma resposta forte de IgG no dia 28 que era igualmente similar à resposta observada no dia 42.  A resposta imune mais forte produziu por CoV-RBD121-NP, que foi conjugado a TMV-NtK-NP, quando comparado ao CoV-RBD121 unconjugated mostra que TMV-NtK-NP joga um papel em aumentar a resposta imune induzida pela vacina.

O assistente de CpG na formulação vacinal de CoV-RBD121-NP promove o interruptor da classe de IgG

Um balanço entre os dois tipos das T-pilhas Th1 e Th2 do ajudante é exigido para uma resposta imune eficaz. Os cientistas executaram subseqüentemente a análise do isotipo de IgG nos soros recolhidos no dia 42.

Os níveis IgG1 são considerados ser indicativos da resposta Th2, visto que os níveis de IgG2a e de IgG2c representam a resposta Th1. Os ratos veículo-tratados e o CoV-RBD121 unconjugated trataram os ratos mostrados níveis muito baixos dos níveis IgG1 e IgG2.

Nos ratos que receberam qualquer uma das doses de CoV-RBD121-NP junto com o assistente, havia uma indução significativa dos níveis IgG2 e um aumento dependente da dose nos níveis foi observado igualmente. Notàvel, os níveis de IgG1 foram encontrados para ser mais altos nos ratos que receberam a vacina non-adjuvanted de CoV-RBD121-NP.

A relação IgG1 e IgG2 foi encontrada para ser mais de 1 nos ratos que receberam a vacina non-adjuvanted de CoV-RBD121-NP e menos de 0,1 nos ratos que receberam o CoV-RBD121-NP adjuvanted. Esta observação sugere que o assistente de CpG possa promover o interruptor da classe entre IgG1 e IgG2.

O baço colheu dos ratos que receberam a formulação adjuvanted de CoV-RBD121-NP mostraram um número mais alto de IFNg que segrega pilhas, assim mais apoiando a resposta Th1 mais alta observada nestes ratos. Quando comparado aos ratos veículo-tratados, um aumento em IFNg segregando pilhas não foi observado no baço dos ratos que receberam a formulação non-adjuvanted de CoV-RBD121-NP ou daqueles que receberam CoV-RBD121.

CoV-RBD121-NP induz titers altos do anticorpo contra SARS-CoV-2

A capacidade da resposta imune induzida pelas formulações CoV-RBD121-NP e CoV-RBD121 vacinais para neutralizar a infecção SARS-CoV-2 foi avaliada executando ensaios da actividade da neutralização usando os soros recolhidos dos ratos.

Por exemplo, o ensaio do teste de neutralização da redução (PRNT) da chapa determinou a actividade de neutralização baseada em uma redução a 50% nas chapas do vírus SARS-CoV-2 nas pilhas VeroE6. Neste ensaio, uma única dose do magnésio 45 da formulação vacinal non-adjuvanted de CoV-RBD121-NP mostrou o efeito o mais alto.

O ensaio que a actividade de neutralização determinada baseada na redução da infecção por um pseudovirus revestido com a proteína de SARS-CoV-2 S nas pilhas 293T foi executada. Um efeito similar foi considerado igualmente neste ensaio, onde os titers de neutralização os mais altos foram observados para a dose do magnésio 45 da formulação non-adjuvanted da vacina de CoV-RBD121-NP.

O ensaio da actividade da neutralização que mediu a redução a 50% no efeito cytopathic (CPE) nas pilhas VeroE6 contaminadas com SARS-CoV-2 foi executado adicionalmente. Os titers altos dos anticorpos foram detectados nos ratos que recebido 45 doses do magnésio de formulações adjuvanted e non-adjuvanted de CoV-RBD121-NP.

Quando os titers do meio geométrico foram calculados para cada grupo do tratamento que usa os valores do CPE, uma dose- à vacina do candidato era evidente. Com tal fim, os pesquisadores concluíram que o CpG adjuvante não fornece nenhum benefício adicional aumentando os níveis de titers da neutralização.

A resposta imune induzida por CoV-RBD121-NP contra várias proteínas do ponto do coronavirus

Os cientistas igualmente utilizaram o jogo de VaxArray Coronavirus SeroAssay aos soros associados dos vários grupos do tratamento recolhidos no dia 42 para a presença de anticorpos que reagiram com as proteínas de SARS-CoV-2 S de sete coronaviruses, assim como com os domínios S1 e S2 de SARS-CoV-2.

A reactividade do anticorpo para a proteína completo de SARS-CoV-2 S foi detectada no soro dos ratos de alguns dos grupos de CoV-RBD121-NP e no grupo CoV-RBD121. Adicionalmente, os soros dos grupos de CoV-RBD121-NP indicaram os anticorpos que reagiram com o domínio S1, visto que o grupo CoV-RBD121 exibiu a baixa reactividade. Nenhuns dos soros de alguns dos grupos reagiram com o domínio S2 da proteína de SARS-CoV-2 S nem com as proteínas de S que pertencem aos outros coronaviruses.

A análise estêve executada para investigar se uma correlação existe entre titers da neutralização do vírus e reactividade do anticorpo para as proteínas de SARS-CoV-2 S. Uma correlação significativa com um R2 de 0,77 foi observada entre os titers da neutralização calculados com base em valores do CPE e o sinal de VaxArray para o domínio S1 no grupo CoV-RBD121 e em algum dos grupos de CoV-RBD121-NP.

Conclusão

O estudo actual demonstra que a plataforma vacinal TMV-baseada do NP pode eficazmente ser executada desenvolvendo vacinas novas para SARS-CoV-2 e suas variações. Um candidato vacinal estável, CoV-RBD121-NP, foi gerado neste estudo combinando o SARS-CoV-2 RBD com TMV-como o NP.

CoV-RBD121-NP pode provar ser um candidato vacinal eficaz contra SARS-CoV-2, como induziu uma resposta imune forte e induziu os anticorpos que executaram bem em ensaios da actividade da neutralização. Umas avaliações mais adicionais do candidato vacinal de CoV-RBD121-NP são exigidas para explorar seu serviço público potencial como um tratamento profiláctico para COVID-19.

Journal reference:
Dr. Maheswari Rajasekaran

Written by

Dr. Maheswari Rajasekaran

Maheswari started her science career with an undergraduate degree in Pharmacy and later went on to complete a master’s degree in Biotechnology in India. She then pursued a Ph.D. at the University of Arkansas for Medical Sciences in the USA.

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