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Sviluppare vaccini per MERS-CoV: Un nuovo obiettivo

Sono in corso ricerche per creare vaccini efficaci contro il MERS-CoV usando tecnologie avanzate.

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Progressi nello sviluppoProgressi nello sviluppodel vaccino MERS-CoVimmunitarie.MERS-CoV mostrano forti risposteRicerche promettenti sui vaccini
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La recente pandemia causata dal virus SARS-CoV-2 ci ha mostrato quanto possano essere serie le malattie zoonotiche, influenzando sia la salute che l'economia. Anche se i Vaccini sono stati sviluppati in fretta in quel periodo, il SARS-CoV-2 rimane l'unico coronavirus per cui abbiamo vaccini autorizzati. Attualmente, ci sono nove coronavirus noti per infettare gli esseri umani. Negli ultimi due decenni, tre hanno causato grandi focolai, e due sono stati identificati proprio negli ultimi due anni. Questo dimostra che ci sono altri coronavirus là fuori che rappresentano rischi per gli esseri umani. Di conseguenza, creare vaccini per altri coronavirus è ora un obiettivo importante per la salute pubblica.

Tra i coronavirus che possono infettare gli esseri umani, il MERS-CoV è particolarmente preoccupante a causa del suo alto tasso di mortalità, che si aggira intorno al 35%. Scoperto nel 2012, il MERS-CoV è stato segnalato in 27 paesi, per lo più legato al contatto con i cammelli dromedari. Anche se ci sono stati casi di trasmissione da uomo a uomo, non è così comune. Sviluppare un vaccino sicuro ed efficace per il MERS-CoV potrebbe non solo aiutare a prevenire malattie respiratorie gravi e decessi, ma potrebbe anche preparare il terreno per vaccini che possano proteggere da virus simili.

Il Ruolo della Proteina Spike nei Vaccini

La proteina spike (S) del MERS-CoV è il target principale per la creazione di vaccini. Questa proteina è cruciale per l'ingresso del virus nelle cellule umane. La proteina S può essere divisa in due parti: S1 e S2. S1 è responsabile dell'attaccamento del virus alle cellule ospiti, mentre S2 aiuta il virus a fondersi con le membrane cellulari. Molti studi mostrano che le risposte immunitarie più forti dopo un'infezione o una vaccinazione provengono da anticorpi che colpiscono parti specifiche di S1. Tuttavia, anche gli anticorpi contro S2 giocano un ruolo importante. Diverse forme della proteina S sono state testate negli animali e hanno mostrato promesse nel generare forti risposte immunitarie.

I recenti progressi nel design dei vaccini e le lezioni apprese durante lo sviluppo dei vaccini per il SARS-CoV-2 potrebbero portare a migliori candidati vaccinali.

Importanza delle Tecnologie Vaccinali Esistenti

Un punto chiave emerso dalla pandemia da SARS-CoV-2 è che avere tecnologie vaccinali esistenti ha reso possibile lo sviluppo rapido di vaccini. Ad esempio, gli scienziati hanno utilizzato i risultati del MERS-CoV per creare mutazioni nella proteina spike che hanno contribuito ad accelerare il design del vaccino per il SARS-CoV-2. L'uso dell'mRNA come piattaforma vaccinale ha anche giocato un ruolo cruciale. Anche altre tecnologie vaccinali sono state testate durante la pandemia, portando a immunogeni promettenti che stimolano forti risposte immunitarie raggiungendo efficacemente i linfonodi.

In risposta alla pandemia, è stato sviluppato un vaccino a Nanoparticelle che mostra più copie della proteina spike del SARS-CoV-2. Questo vaccino ha mostrato forti risposte immunitarie negli studi sugli animali e si è dimostrato sicuro nei trial clinici, portando alla sua approvazione in vari luoghi.

Sviluppo di Nuovi Vaccini per il MERS-CoV

Nell'impegno di creare nuovi vaccini per il MERS-CoV, i ricercatori stanno creando nanoparticelle proteiche con strutture diverse che espongono le proteine spike del MERS-CoV. Questi vaccini mirano a colpire efficacemente le risposte immunitarie.

La ricerca si concentra su componenti importanti della proteina S del MERS-CoV e sulla loro capacità di indurre forti risposte immunitarie. Le proteine S hanno dimostrato di generare reazioni immunitarie robuste quando testate in diverse forme. Gli scienziati stanno usando tecniche consolidate per assemblare questi vaccini, il che migliora il loro potenziale di efficacia.

Valutazione dell'Efficacia dei Vaccini

Per testare quanto bene questi vaccini possano stimolare una risposta immunitaria, gli scienziati hanno immunizzato dei topi e misurato i livelli di anticorpi nel loro sangue. Dopo una vaccinazione a due dosi, i topi hanno prodotto vari livelli di anticorpi a seconda del tipo di vaccino ricevuto. I topi che hanno ricevuto un vaccino a nanoparticelle specifico hanno mostrato i livelli più alti di anticorpi.

I ricercatori hanno osservato che tutti i tipi di vaccini sono riusciti a innescare forti risposte immunitarie, ma alcuni vaccini si sono dimostrati più efficaci di altri. L'attività degli anticorpi neutralizzanti-una misura importante della capacità di un vaccino di combattere il virus-è stata valutata attraverso vari test. Anche se tutti i gruppi di vaccini hanno mostrato una forte attività, quelli basati su proteine spike stabilize tendevano a indurre i livelli più alti di anticorpi neutralizzanti.

Mappatura delle Risposte Anticorpali

Per capire meglio come funzionano gli anticorpi generati dai vaccini, gli scienziati hanno effettuato ulteriori test. Hanno esaminato quanto bene gli anticorpi potessero competere con specifici siti di legame sul virus, il che aiuta a identificare come il sistema immunitario sta reagendo ai vaccini. I risultati hanno mostrato che ogni tipo di vaccino ha prodotto gruppi distinti di anticorpi che colpiscono varie aree della proteina spike del virus.

Inoltre, sono state utilizzate tecniche di imaging più avanzate per visualizzare come gli anticorpi interagiscono con il virus. Questo ha aiutato a individuare quali parti della proteina spike sono più riconosciute dal sistema immunitario. In generale, è stato stabilito che la proteina spike ha aree specifiche che sono particolarmente brave a generare risposte immunitarie.

Test della Protezione contro la Sfida Virale

Il test finale dell'efficacia di un vaccino è quanto bene protegge da un'infezione reale. In uno studio, topi modificati in modo specifico sono stati vaccinati e poi sfidati con MERS-CoV per vedere quanto bene i vaccini funzionassero contro il virus. I topi che hanno ricevuto i vaccini sperimentali non hanno mostrato significativi perdita di peso o gravi danni polmonari dopo l'esposizione al virus, indicando una protezione efficace.

Al contrario, i topi di controllo che non hanno ricevuto il vaccino hanno subito gravi problemi di salute e perdita di peso. I livelli virali nei polmoni dei topi vaccinati erano anche significativamente più bassi rispetto al gruppo di controllo. Questo suggerisce che i vaccini non solo hanno stimolato una risposta immunitaria ma hanno anche protetto efficacemente dallo sviluppo di malattie gravi.

Conclusione

In sintesi, la ricerca indica che i vaccini a nanoparticelle a due componenti mostrano notevoli promesse nel generare forti risposte immunitarie contro il MERS-CoV. L'applicazione di successo di queste tecnologie vaccinali evidenzia il loro potenziale utilizzo oltre il solo SARS-CoV-2.

I dati suggeriscono che questi vaccini a nanoparticelle possono essere efficaci nel generare un'immunità protettiva contro i merbecovirus. Continuare a sviluppare queste piattaforme potrebbe essere cruciale per prepararci a future pandemie e per creare vaccini che offrano una protezione ampia contro vari ceppi virali.

Questa tecnologia emergente potrebbe giocare un ruolo chiave nel combattere non solo i coronavirus ma anche altre potenziali minacce virali per la salute pubblica. Le lezioni apprese dagli eventi recenti forniscono una base per futuri sforzi di sviluppo di vaccini che possano rispondere più rapidamente alle minacce per la salute globale.

Fonte originale

Titolo: Protein nanoparticle vaccines induce potent neutralizing antibody responses against MERS-CoV

Estratto: Middle East respiratory syndrome coronavirus (MERS-CoV) is a zoonotic betacoronavirus that causes severe and often lethal respiratory illness in humans. The MERS-CoV spike (S) protein is the viral fusogen and the target of neutralizing antibodies, and has therefore been the focus of vaccine design efforts. Currently there are no licensed vaccines against MERS-CoV and only a few candidates have advanced to Phase I clinical trials. Here we developed MERS-CoV vaccines utilizing a computationally designed protein nanoparticle platform that has generated safe and immunogenic vaccines against various enveloped viruses, including a licensed vaccine for SARS-CoV-2. Two-component protein nanoparticles displaying MERS-CoV S-derived antigens induced robust neutralizing antibody responses and protected mice against challenge with mouse-adapted MERS-CoV. Electron microscopy polyclonal epitope mapping and serum competition assays revealed the specificities of the dominant antibody responses elicited by immunogens displaying the prefusion-stabilized S-2P trimer, receptor binding domain (RBD), or N-terminal domain (NTD). An RBD nanoparticle vaccine elicited antibodies targeting multiple non-overlapping epitopes in the RBD, whereas anti-NTD antibodies elicited by the S-2P- and NTD-based immunogens converged on a single antigenic site. Our findings demonstrate the potential of two-component nanoparticle vaccine candidates for MERS-CoV and suggest that this platform technology could be broadly applicable to betacoronavirus vaccine development.

Autori: Neil P King, C. W. Chao, K. R. Sprouse, M. C. Miranda, N. J. Catanzaro, M. L. Hubbard, A. Addetia, C. Stewart, J. T. Brown, A. Dosey, A. Valdez, R. Ravichandran, G. G. Hendricks, M. Ahlrichs, C. Dobbins, A. Hand, C. Treichel, I. Willoughby, A. C. Walls, A. T. McGuire, E. M. Leaf, R. S. Baric, A. Schaefer, D. Veesler

Ultimo aggiornamento: 2024-03-14 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.13.584735

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.03.13.584735.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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