Сотрудники кафедры вирусологии биологического факультета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова предложили новые варианты антигенов для выработки антител к S-белку Омикрона. В ходе экспериментов была проведена иммунизация мышей в два этапа.
При анализе биологического материала было подтверждено, что наработанные в клетках Escherichia coli белки, совмещенные с одним из трех адъювантов — сферические частицы (разработан на кафедре вирусологии), гидроксид алюминия, адъювант Фрейнда, — действительно приводят к выработке антител, которые взаимодействуют с S-белком варианта Омикрон. Ученые смогли впервые показать такие результаты для полученной панели коронавирусных антигенов. Результаты опубликованы в International journal of molecular sciences.
Несмотря на то, что пандемия COVID-19 была побеждена благодаря работе ученых и врачей, периодически возникают новые варианты вызывающего это заболевание вируса SARS-CoV-2. При появлении новых мутаций новые варианты вируса могут становиться невосприимчивыми к уже существующим вакцинам. Чаще всего таким мутациям подвергается структурный S-белок. Так, например, в 2023 году был охарактеризован новый подвариант Омикрона. Таким образом, разработка универсальных антигенов, способных активировать защиту против различных вариантов SARS-CoV-2 — крайне актуальная задача.
Вирусные заболевания легче предотвратить. Для этого существует вакцинация. В состав классических вакцин входят ослабленные или убитые компоненты вируса. В ответ на их попадание в организм иммунная система пациента будет синтезировать антитела, которые распознают патоген. В результате активируются другие участники иммунного ответа, и организм может справиться с инфекцией. Таким образом, в результате вакцинации организм пациента «запоминает» возбудителя и при дальнейшем заражении уже вирусом сможет его победить.
Схема полноразмерной структуры спайковых протеинов SARS-CoV-2 и рекомбинантных антигенов Co1, PE и CoF. NTD — N-терминальный домен; RBD — рецептор-связывающий домен; CTD1 и CTD2 — C-терминальные домены 1 и 2; FP — слияние белка; CD — связывающий домен; TM — трансмембранный домен
Для создания вакцины необходимо разрабатывать компоненты, которые выступят в роли антигенов. Под антигеном понимают молекулу, которая при попадании в организм вакцинированного способна вызвать иммунный ответ, то есть активировать продукцию антител, чтобы привлечь других участников иммунного ответа. Коллектив сотрудников кафедры вирусологии биологического факультета МГУ в рамках других работ в 2022 и 2023 гг. ранее уже разработал и предложил три новых варианта коронавирусных антигенов, дизайн которых был основан на последовательности варианта Ухань. В ходе же новой работы группой учёных были проведены эксперименты, подтверждающие возможность использования полученной панели антигенов не только для разработки вакцин против варианта Ухань, но и против варианта Омикрон SARS-CoV-2.
Исследователи получили рекомбинантные антигены в клетках E. coli — в бактериях, которые часто используются для получения тех или иных белков научными сотрудниками. Далее антигены выделили и на их основе получили разные варианты вакцинных кандидатов. Кроме самого антигена в состав входил один из трёх выбранных адъювантов. При помощи добавления адъюванта в состав вакцины можно повысить ее иммуногенность, то есть организм в ответ на введение вакцины будет продуцировать большее количество антител и, следовательно, эффективнее сформирует иммунный ответ. Иммуногенность полученной панели коронавирусных антигенов была изучена в присутствии различных адъювантов: адъювант Фрейнда, гидроксид алюминия и адъювант, разработанный ранее на кафедре вирусологии, на основе сферических частиц, представляющих собой структурно модифицированный растительный вирус.
Исследователи показали, что композиция из трёх антигенов в комплексе с адъювантом действительно активирует образование антител, которые могут взаимодействовать со структурным S-белком варианта Омикрон. Таким образом, представленные в работе антигены могут использоваться при разработке вакцин широкого спектра действия в дальнейшем. Кроме того, важно отметить, что результаты данной работы подтверждают, что бактериальная система экспрессии может быть подходящей для продукции универсальных антигенов.
«Мы полагаем, что полученная панель антигенов обладает потенциалом для создания универсальных вакцинных кандидатов против различных вариантов вируса SARS-CoV-2», — подводит итог Екатерина Евтушенко, первый автор статьи, старший преподаватель кафедры вирусологии биологического факультета МГУ.
Источник: МГУ.