噬菌体display-based基因传递:一个可行的平台技术COVID-19疫苗的设计和开发

罗格斯新泽西州罗格斯大学癌症研究所研究员新泽西医学院(NJMS)和理论生物物理学中心(联合体)在休斯顿莱斯大学,德克萨斯,已经证明,被称为噬菌体展示技术具有良好的生物属性可能是一个可行的平台开发新疫苗预防COVID-19。研究结果发表在美国从概念验证工作美国国家科学院院刊》(PNAS)日报》。

目前批准疫苗COVID-19全世界包括mRNA-based疫苗,non-replicating腺病毒疫苗,灭活SARS-CoV-2疫苗等等。尽管被广泛有效,这些疫苗类型受到诸多挑战,尤其是在快速的大规模生产和销售,要求严格的存储在低温(所谓的“冷链”),使用针的管理,目前未知的能力赋予长期保护面对新兴的病毒变种。

一个完全未知的另类的设计和开发噬菌体display-based疫苗,它代表了一个便宜的和通用的工具大规模免疫接种。噬菌体(噬菌体)病毒自然感染细菌;因此,他们通常被认为是安全的使用在人类身上。噬菌体粒子很容易基因工程师或修改和大量生产;能够刺激细胞和体液免疫;和恶劣的环境条件下是稳定的(pH值和温度)。

在这项研究中,作者开发了两个独立的噬菌体display-based SARS-CoV-2疫苗接种方法,导致COVID-19的病毒。第一种是peptide-directed噬菌体粒子可以在一种雾化吸入。是工程的抗原决定基SARS-CoV-2峰值(S)与一个小配体肽蛋白一起,确保它穿过从肺部进入体循环,它产生一个强大的抗体反应在老鼠。在第二种方法,他们设计的嵌合腺相关virus-phage(规划)粒子提供整个年代基因编码的蛋白质,也刺激小鼠系统性和特定的抗体反应。

这种双重概念验证实验表明,噬菌体display-based疫苗方法是通用的平台,可用于快速COVID-19疫苗的生产成本效益,针头,可以安全地存储在室温下长期。结合理论结构生物学方法来确定有效的抗原表位,这些工作为疫苗开发提供了一个新的框架。的进一步研究和开发原型COVID-19试验性疫苗和替代方法的应用,如吸入正在进行。

“在新的疫苗接种策略的发展,当地的医疗保健系统的结构和强度是一个重要的考虑因素。因此全球COVID-19流行引起了公共卫生不平等意识和需要快速访问免疫过程。在这种情况下,良好的生物属性的噬菌体粒子可能代表一个潜在的实用但负担得起的选择,“股票研究的资深作者Renata Pasqualini,博士,居民的罗格斯大学癌症研究所和教授,成立部门的首席癌症生物学、罗格斯NJMS放射肿瘤学。

Wadih Arap研究的其他高级作者,医学博士,博士,大学医院纽瓦克罗格斯大学癌症研究所主任和教授和部门的首席血液学/肿瘤学,医学系,罗格斯NJMS指出,“Bacteriophage-based疗法医学有着悠久而丰富的历史,因为本地噬菌体粒子不感染人类细胞。新的吸引力在于,我们能够修改噬菌体颗粒,以便他们可能现在靶细胞表面受体;此外,另一个潜在的应用这个平台技术是吸入的可能性疫苗政府。”

“在设计这些疫苗的一个挑战是,当我们插入不同SARS-CoV-2飙升噬菌体颗粒抗原表位,这些肽的结构需要保持原始完整的蛋白质。在这种合作中,我们证明了抗原表位显示的最小偏离原来的结构是最有效的免疫保护,在创建“增加了何塞·n·Onuchic博士哈利c和奥尔加k .葡萄酒被主席莱斯大学物理和化学和生物科学教授,他是这项研究的共同作者Drs。Arap和Pasqualini。

“这最初的成功让我们创建一个协同理论/实验框架来发现新的可能改善这些疫苗抗原表位不仅SARS-CoV-2其他疾病,“Onuchic博士说,他也是CTBP莱斯大学的主任。