Expression et caractérisation de la protéine Spike et préfusion Spike-Fc (S-Fc). un Illustration schématique de la séquence protéique complète du SARS-CoV-2 Spike. SP : peptide signal ; RBD : domaine de liaison au récepteur ; TM : domaine transmembranaire ; CT : queue cytoplasmique. Conception graphique de la fusion du SARS-CoV-2 Spike avec le domaine Foldon de la fibritine T4 (Fd) pour créer une protéine Spike soluble, stabilisée par préfusion et trimérique. Des mutations ont été réalisées dans le pic du SRAS-CoV-2 (souche USA/WA1/2020) en remplaçant Arg 685 et Arg 815, respectivement, par un résidu Ala pour éliminer le site de clivage et en remplaçant Lys 986 et Val 987, respectivement, par un Résidu Pro pour créer une forme stabilisée par préfusion. Le diagramme démontre la fusion d’un Spike SARS-CoV-2 avec le domaine Foldon de la fibritine T4 et le Fcγ1 humain pour créer une protéine de fusion S-Fc trimérique et stabilisée par préfusion. Des mutations ont également été réalisées dans le fragment Fcγ1 en remplaçant Cys 226 et Cys 229, respectivement, par un résidu Ser pour abolir la dimérisation du Fc, et en remplaçant Glu 318 Lys 320 Lys 322 par des résidus Ala pour éliminer le site de liaison du complément C1q. b Les protéines de fusion S et S-Fc ont été purifiées à partir des lignées cellulaires CHO stables. Les protéines solubles S et S-Fc ont été purifiées respectivement par chromatographie d’affinité anti-His et protéine A, soumises à une électrophorèse sur gel SDS-PAGE dans des conditions réductrices et visualisées avec une coloration au bleu de Coomassie. La figure est un résultat représentatif de trois expériences répétées indépendamment. c–F Test de liaison du S-Fc au FcRn/β2m humain, de souris ou de hamster ; FcγRI humain, de souris ou de hamster ; ACE2 humain ; et C1q humain ou murin. L’ELISA a déterminé la liaison spécifique. La protéine S purifiée a été utilisée comme contrôle positif pour la liaison ACE2 et comme contrôle négatif pour la liaison FcRn/β2m ou FcγRI. La protéine F du virus respiratoire syncytial (VRS) seule ou des protéines F fusionnées au Fc ont été utilisées comme contrôle négatif. Des IgG de souris, des IgG1 humaines, des IgG2 de hamster et un mAb (D25) contre la protéine F du RSV ont été utilisés comme contrôle positif, respectivement. Les données sources sont fournies sous forme de fichier de données sources. Crédit: Communications naturelles (2023). DOI : 10.1038/s41467-023-42796-0
Une équipe de chercheurs de l’Université du Maryland a développé un vaccin par pulvérisation nasale qui délivre la protéine Spike du SRAS-CoV-2 dans les cellules des voies respiratoires des souris et des hamsters, déclenchant une réponse immunitaire qui réduit considérablement l’infection et la propagation du COVID-19. La technologie peut être adaptée pour induire une immunité contre d’autres maladies respiratoires, telles que la grippe et les infections par le virus respiratoire syncytial (VRS).
Un vaccin nasal contre les virus respiratoires constituerait une amélioration significative par rapport aux injections intramusculaires, car ils sont moins invasifs et arrêtent la réplication des particules virales dans les voies respiratoires, avant qu’un virus ne puisse pénétrer dans la circulation sanguine. Cela pourrait améliorer le taux de vaccination et réduire la propagation des maladies.
Le développement a été décrit dans un document de recherche publié dans Communications naturelles.
“Nous continuons d’entendre parler de nouveaux variants et de nouvelles vagues de COVID-19, et pour éviter cela, nous avons besoin d’un vaccin facile à administrer et capable de prévenir la transmission”, a déclaré Xiaoping Zhu, professeur de médecine vétérinaire à l’UMD et auteur principal. de l’étude. “Ce vaccin nasal prévient la transmission du virus et peut être facilement adapté aux nouveaux variants.”
Le virus qui cause le COVID-19 pénètre dans le corps par le nez ou la bouche et se réplique dans les cellules épithéliales, les cellules protectrices qui séparent l’intérieur du corps du monde extérieur. Les vaccins qui reposent sur une injection créent principalement une immunité dans la circulation sanguine, ce qui signifie que le virus doit pénétrer dans l’organisme et se répliquer dans le sang avant d’être détecté par le système immunitaire de l’organisme. Le nouveau vaccin nasal produit une immunité dans les cellules qui tapissent le nez, la bouche et la gorge, empêchant le virus d’atteindre aussi loin.
Zhu et son équipe ont développé une technologie qui exploite le mécanisme naturel du corps pour transporter la protéine Spike du COVID-19 dans les cellules des voies respiratoires, où le système immunitaire local peut apprendre à reconnaître le virus.
Le mécanisme qu’ils ont exploité utilise une protéine appelée récepteur Fc néonatal (FcRn) pour transporter les anticorps à travers les cellules épithéliales. Les chercheurs ont développé et breveté une technologie permettant de lier l’anticorps humain qu’ils ont choisi au FcRn. Ensuite, ils ont attaché la protéine Spike du SARS-CoV-2 au FcRn et l’ont pulvérisée dans le nez des souris.
L’équipe a ensuite exposé les souris à d’anciennes variantes du SRAS-CoV-2, du delta et de l’omicron du COVID-19. Toutes les souris non vaccinées exposées au variant Delta sont mortes, tandis que la plupart des souris vaccinées (83 à 100 %) ont survécu. Bien que les souris exposées aux principales variantes d’omicron aient survécu, les chercheurs ont constaté une réduction significative de l’inflammation et de la charge virale chez les souris vaccinées par rapport aux souris non vaccinées.
En comparant les résultats chez des souris ayant reçu la protéine Spike administrée par vaccin nasal par rapport à une injection, les chercheurs ont découvert que le vaccin nasal déclenchait une réponse immunitaire beaucoup plus puissante dans les voies respiratoires et les poumons. Par conséquent, les chercheurs ont également découvert que le vaccin nasal, mais pas le vaccin intramusculaire, réduisait considérablement la transmission aérienne du SRAS-CoV-2.
Ce résultat est essentiel car l’inhalation représente une voie de transmission majeure du COVID-19 et les particules virales en suspension dans l’air peuvent potentiellement persister dans l’air pendant 9 à 12 heures.
En raison de l’émergence de nouveaux variants, les cas de COVID-19 et les hospitalisations augmentent à nouveau. Bien que les vaccins à ARNm mis à jour restent efficaces pour prévenir les maladies graves et les décès, ils pourraient ne pas être aussi efficaces pour réduire l’infection et la transmission au fil du temps. Pour combler cette lacune, l’initiative du gouvernement américain appelée Project NextGen cherche à développer un vaccin nasal efficace et sûr pour contrôler la propagation des variants. Selon Zhu, le vaccin nasal que lui et son équipe ont développé répond à tous les critères du projet NextGen.
Plus d’information:
Weizhong Li et al, Un vaccin muqueux ciblé sur le FcRn contre l’infection et la transmission du SRAS-CoV-2, Communications naturelles (2023). DOI : 10.1038/s41467-023-42796-0
Fourni par l’Université du Maryland
Citation: Des chercheurs développent un vaccin nasal qui prévient le COVID-19 dans le cadre d’études précliniques (6 novembre 2023) récupéré le 6 novembre 2023 sur
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