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Speranza all'orizzonte: nuovo vaccino per il virus Powassan

Un approccio vaccinale promettente potrebbe combattere efficacemente il virus Powassan.

Michael W. Crawford, Walid M. Abdelwahab, Karthik Siram, Christopher J. Parkins, Henry F. Harrison, Samantha R. Osman, Dillon Schweitzer, Jay T. Evans, David J. Burkhart, Amelia K. Pinto, James D. Brien, Jessica L. Smith, Alec J. Hirsch

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Indice

Il virus Powassan (POWV) è un tipo di virus che si diffonde attraverso le punture di zecca. Si trova principalmente in Nord America e in alcune parti dell'Estremo Oriente russo. Questo virus può far ammalare gravemente le persone, portando a seri problemi cerebrali e addirittura alla morte in alcuni casi. La parte spaventosa è che circa il 12% delle persone che si ammalano di POWV potrebbe morire a causa di esso. Tra quelli che sopravvivono, circa la metà potrebbe avere problemi duraturi con i nervi o le funzioni cerebrali.

Un tempo le infezioni da POWV erano piuttosto rare, ma sembra che sempre più persone stiano contrarre il virus, specialmente nel nord-est degli Stati Uniti e nelle regioni dei Grandi Laghi. Questa zona è abitata da zecche che trasportano il virus, in particolare le zecche Ixodes cookei e Ixodes scapularis. Con il cambiamento climatico che rende le cose più calde, c'è la possibilità che queste zecche-e il virus che portano-possano diffondersi in nuove aree.

Attualmente, non esiste un vaccino o un trattamento per il POWV. Questa mancanza di opzioni mediche è una crescente preoccupazione per la salute pubblica, rendendo ancora più urgente la necessità di dare priorità allo sviluppo di un vaccino.

Che cos'è un vaccino a particelle simili a virus (VLP)?

I vaccini VLP sono una potenziale soluzione per creare un vaccino contro il POWV. Questi vaccini sono composti da proteine virali che si uniscono per formare una struttura simile a quella del virus effettivo. Tuttavia, non contengono alcun virus reale, il che li rende più sicuri. Questo è un grande vantaggio rispetto ai vaccini tradizionali che potrebbero usare virus indeboliti o uccisi.

In particolare, i VLP legati al POWV possono essere realizzati utilizzando determinate proteine del virus, che possono aiutare il sistema immunitario a riconoscere e combattere il virus senza i rischi associati ai virus vivi. Gli studi hanno dimostrato che questi vaccini VLP possono non solo stimolare forti risposte anticorpali, ma possono anche aiutare il sistema immunitario a combattere il virus in altri modi.

Il ruolo degli adiuvanti nei vaccini

Gli adiuvanti sono sostanze aggiunte ai vaccini per migliorarne l'efficacia. Aiutano a dare il via alla risposta immunitaria e assicurano che il corpo ricordi il virus se lo incontra di nuovo in futuro. Uno degli adiuvanti più popolari è l'alluminio, che è stato tradizionalmente usato nei vaccini per molti anni.

Tuttavia, ci sono molti altri adiuvanti che hanno mostrato promesse nella ricerca. Uno di questi agenti promettenti è un agoniista TLR7/8 chiamato INI-4001, che ha mostrato potenziale per migliorare l'efficacia dei vaccini, specialmente nell'indurre forti risposte immunitarie.

Testare un nuovo vaccino per il virus Powassan

Recenti studi hanno testato un nuovo vaccino per il POWV che utilizza la tecnologia VLP, combinata con diversi adiuvanti per vedere quale funziona meglio. Negli studi sugli animali, il vaccino VLP è stato combinato con alluminio, INI-2002 o INI-4001. L'obiettivo era confrontare quanto bene queste diverse combinazioni producessero risposte immunitarie.

I risultati hanno mostrato che la combinazione con INI-4001 ha significativamente aumentato la capacità del corpo di produrre anticorpi neutralizzanti contro il virus rispetto ad altre combinazioni. Ciò significa che non solo il vaccino ha aiutato a proteggere gli animali dalla malattia, ma è anche sembrato durare di più.

L'efficacia di INI-4001

Gli animali vaccinati con il vaccino VLP combinato con INI-4001 hanno mostrato risultati straordinari. Hanno avuto una risposta immunitaria molto più forte, che includeva la produzione di anticorpi in grado di neutralizzare il virus in modo più efficace. Anche quando questi animali sono stati esposti al virus successivamente, hanno fatto molto meglio rispetto a quelli vaccinati con altre combinazioni.

Ad esempio, quando affrontarono una dose letale del virus, tutti gli animali vaccinati con INI-4001 sono sopravvissuti, mentre quelli con altri adiuvanti non sono andati affatto bene. Questo dimostra il potenziale di INI-4001 di migliorare l'efficacia del vaccino contro il POWV.

L'importanza di ridurre il carico virale

Una delle principali preoccupazioni con il POWV è la sua capacità di invadere il cervello e causare seri problemi. Pertanto, era importante per la ricerca esaminare quanto bene le diverse combinazioni di vaccini riducessero la quantità di virus presente in organi chiave come il cervello, il fegato e la milza dopo l'infezione.

Gli animali a cui è stato somministrato il vaccino con INI-4001 non solo avevano quantità inferiori di virus nei loro cervelli, ma mostrava anche meno segni di malattia. Questa è un'ulteriore prova che il vaccino potrebbe proteggere efficacemente non solo contro l'infezione, ma anche dagli effetti nocivi derivanti da un'invasione virale del cervello.

Trasferimento passivo di anticorpi

In un altro esperimento interessante, i ricercatori volevano vedere se potevano proteggere topi naïve (topi non vaccinati) trasferendo loro anticorpi da topi vaccinati. Questo approccio è come dare a qualcuno uno scudo già pronto contro il virus.

È emerso che quando questi topi naïve ricevevano gli anticorpi dai topi vaccinati con il vaccino INI-4001, molti di loro sopravvivevano alla sfida del virus, dimostrando che gli anticorpi stavano davvero aiutando a proteggerli. Questo rafforza il ruolo degli anticorpi nel fornire immunità contro il POWV.

È necessaria la risposta delle cellule T?

Sebbene gli anticorpi siano importanti, i ricercatori erano curiosi di sapere se le cellule T, un altro componente del sistema immunitario, giocassero un ruolo nella protezione. Hanno provato a depletare le cellule T dai topi vaccinati prima di esporli al virus.

È interessante notare che, anche dopo aver depletato queste cellule T, i topi vaccinati sono comunque riusciti a sopravvivere alla sfida del virus. Questo risultato suggerisce che la protezione offerta dal vaccino fosse principalmente dovuta agli anticorpi che ha prodotto, almeno nelle prime fasi della risposta immunitaria.

Reattività incrociata con altri virus

Un altro aspetto significativo della ricerca mirava a vedere se il vaccino potesse fornire immunità non solo contro il POWV-I, ma anche contro altri virus simili, in particolare POWV-II. I risultati sono stati promettenti, poiché i topi vaccinati con INI-4001 hanno prodotto anticorpi che riconoscevano sia POWV-I che POWV-II, così come un virus correlato noto come virus Langat.

Questa ampia risposta anticorpale è importante perché aumenta la probabilità che il vaccino sia efficace contro più ceppi e virus correlati. Infatti, quando sono stati messi alla prova con POWV-II, gli animali vaccinati hanno mostrato una grande protezione rispetto a quelli che hanno ricevuto l'adiuvante standard a base di alluminio.

Protezione duratura

La durata della risposta immunitaria è un aspetto cruciale di qualsiasi vaccino. I ricercatori hanno misurato i livelli di anticorpi prodotti per molti mesi dopo la vaccinazione. I risultati erano chiari: il vaccino adiuvato con INI-4001 non solo ha prodotto una risposta iniziale più forte, ma ha anche mantenuto livelli di anticorpi più elevati per un periodo più lungo rispetto all'alluminio.

Anche dopo diversi mesi, un numero significativo di animali vaccinati con INI-4001 era ancora in grado di neutralizzare il virus, indicando che questo vaccino potrebbe fornire protezione duratura.

Conclusione: Un futuro luminoso per la vaccinazione contro il virus Powassan

L'emergere del POWV come rischio per la salute pubblica significa che trovare un vaccino efficace è di fondamentale importanza. La combinazione della tecnologia VLP con nuovi adiuvanti promettenti come INI-4001 rappresenta un passo avanti nella creazione di un vaccino che potrebbe aiutare a combattere contro questo virus pericoloso.

Attraverso test rigorosi, i ricercatori hanno dimostrato che questo nuovo approccio può migliorare significativamente la risposta immunitaria, fornire protezione contro più ceppi e durare più a lungo rispetto alle formulazioni tradizionali. Mentre la lotta contro le malattie trasmesse dalle zecche continua, lo sviluppo di vaccini del genere potrebbe diventare uno strumento vitale nelle strategie di salute pubblica.

Quindi, guardando avanti, sembra che con gli strumenti giusti e la ricerca, potremmo vincere la battaglia contro quelle fastidiose zecche e i virus che portano. E mentre potremmo non avere ancora un supereroe repellente per le zecche, siamo sicuramente sulla strada giusta per mantenere le persone al sicuro e in salute.

Fonte originale

Titolo: The TLR7/8 agonist INI-4001 enhances the immunogenicity of a Powassan virus-like-particle vaccine

Estratto: Powassan virus (POWV) is a pathogenic tick-borne flavivirus that causes fatal neuroinvasive disease in humans. There are currently no approved therapies or vaccines for POWV infection. Here, we develop a POW virus-like-particle (POW-VLP) based vaccine adjuvanted with the novel synthetic Toll-like receptor 7/8 agonist INI-4001. We demonstrate that INI-4001 outperforms both alum and the Toll-like receptor 4 agonist INI-2002 in enhancing the immunogenicity of a dose-sparing POW-VLP vaccine in mice. INI-4001 increases the magnitude and breadth of the antibody response as measured by whole-virus ELISA, induces neutralizing antibodies measured by FRNT, reduces viral burden in the brain of infected mice measured by RT qPCR, and confers 100% protection from lethal challenge with both lineages of POWV. We show that the antibody response induced by INI-4001 is more durable than standard alum, and 80% of mice remain protected from lethal challenge 9-months post-vaccination. Lastly, we show that the protection elicited by INI-4001 adjuvanted POW-VLP vaccine is unaffected by either CD4+ or CD8+ T cell depletion and can be passively transferred to unvaccinated mice indicating that protection is mediated through humoral immunity. This study highlights the utility of novel synthetic adjuvants in VLP-based vaccines. Author summaryPowassan virus (POWV) is an emerging pathogenic tick-borne flavivirus for which there is no vaccine. Current tick-borne flavivirus vaccines are less than ideal and use formalin-inactivated virus adjuvanted with alum. These vaccines require thorough inactivation of the antigen and frequent boosting to maintain immunity. In this study, we describe the development of a POWV vaccine using Powassan virus-like-particles (POW-VLPs) adjuvanted with either of two novel Toll-like receptor (TLR) agonists, the TLR4 agonist INI-2002 or the TLR7/8 agonist INI-4001. We show that INI-4001 enhances the antibody response, reduces POWV neuroinvasion, and elicits full protection from lethal POWV infection in mice prime-boost vaccinated with low doses of POW-VLP. We further show that this protection is mediated by a humoral immune response which is both broader and more durable than a POW-VLP vaccine formulated with alum. These findings demonstrate the effectiveness of the novel synthetic TLR7/8 agonist INI-4001 as an adjuvant for low-dose VLP-based vaccines and the ability of this vaccine platform to improve upon current tick-borne flavivirus vaccine methodology.

Autori: Michael W. Crawford, Walid M. Abdelwahab, Karthik Siram, Christopher J. Parkins, Henry F. Harrison, Samantha R. Osman, Dillon Schweitzer, Jay T. Evans, David J. Burkhart, Amelia K. Pinto, James D. Brien, Jessica L. Smith, Alec J. Hirsch

Ultimo aggiornamento: 2024-12-03 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.28.625832

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.28.625832.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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