Der revolutionäre „Nanoquadrant“-Impfstoff wirkt gegen noch nicht aufgetretene Coronaviren

Forscher haben eine bahnbrechende Impfstofftechnologie namens „proaktive Vakzinologie“ entwickelt, die das Immunsystem darauf trainiert, bestimmte Regionen verschiedener Coronaviren zu erkennen, auch solche, die noch nicht bekannt sind. Dank dieser Technologie bietet der Impfstoff Schutz vor einer Vielzahl potenzieller zukünftiger Coronavirus-Pandemien. Dieser Ansatz steht im Gegensatz zu herkömmlichen Methoden, bei denen Viren vor ihrem Auftreten vorbereitet werden und eine Quartet-Nanocage-Struktur verwendet wird, um virale Antigene zu binden und eine Immunantwort zu stimulieren. Dieser proaktive Ansatz könnte die Art und Weise, wie Impfstoffe zur Bekämpfung neu auftretender Bedrohungen entwickelt werden, revolutionieren und möglicherweise die Reaktion auf zukünftige Pandemien beschleunigen.

Forscher haben eine neue Impfstofftechnologie entwickelt, die in Tests an Mäusen einen Schutz gegen eine Vielzahl von Coronaviren gezeigt hat, darunter auch solche, die zukünftige Krankheitsausbrüche verursachen könnten, selbst solche, die noch nicht identifiziert wurden.

Dabei handelt es sich um einen neuen Ansatz zur Impfstoffentwicklung namens „proaktive Vakzinologie“, bei dem Wissenschaftler einen Impfstoff entwickeln, bevor der krankheitsverursachende Krankheitserreger auftritt.

Der neue Impfstoff trainiert das körpereigene Immunsystem, bestimmte Regionen von acht verschiedenen Coronaviren, darunter SARS-CoV-1, zu erkennen. SARS-CoV-2Viele von ihnen zirkulieren derzeit in Fledermäusen und haben das Potenzial, auf den Menschen überzuspringen und eine Pandemie auszulösen.

Der Schlüssel zu seiner Wirksamkeit liegt in dieser Spezifität Virus Die vom Impfstoff angegriffenen Regionen kommen auch in mehreren verwandten Coronaviren vor. Indem es das Immunsystem darauf trainiert, diese Bereiche anzugreifen, bietet es Schutz vor anderen Coronaviren, die nicht im Impfstoff enthalten sind – einschließlich solcher, die noch nicht identifiziert wurden.

Immunantwort und Forschungsziele

Der neue Impfstoff enthält beispielsweise nicht das Coronavirus SARS-CoV-1, das 2003 den SARS-Ausbruch verursachte, stimuliert aber dennoch eine Immunantwort auf dieses Virus.

„Unser Fokus liegt auf der Entwicklung eines Impfstoffs, der uns vor der nächsten Coronavirus-Pandemie schützt und bereit ist, bevor die Pandemie beginnt“, sagte Rory Hills, ein Doktorand am Department of Pharmacology der University of Cambridge und Erstautor des Artikels . ein Bericht.

Er fügte hinzu: „Wir haben einen Impfstoff entwickelt, der Schutz gegen eine Vielzahl verschiedener Coronaviren bietet – auch solche, von denen wir noch nichts wissen.“

Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift veröffentlicht Natur-Nanotechnologie.

Rory Hills, ein promovierter Forscher am Department of Pharmacology der University of Cambridge, möchte mit einem Impfstoff ausgestattet sein, der uns vor der nächsten Coronavirus-Pandemie schützt, noch bevor die Pandemie beginnt. Bildnachweis: Jacqueline Gargett

„Wir müssen nicht darauf warten, dass neue Coronaviren auftauchen. Wir wissen genug über Coronaviren und die unterschiedlichen Immunreaktionen darauf, um mit der Entwicklung schützender Impfstoffe gegen Nicht-Coronaviren beginnen zu können“, sagte Professor Mark Howarth von der Abteilung für Pharmakologie der Universität Die Universität Cambridge ist einer der Hauptautoren des Berichts.

Er fügte hinzu: „Wissenschaftler haben während der jüngsten Pandemie großartige Arbeit bei der schnellen Herstellung eines hochwirksamen Covid-Impfstoffs geleistet, aber die Welt leidet immer noch unter einer riesigen Krise mit einer großen Zahl von Todesfällen.“ Wir müssen herausfinden, wie wir es in Zukunft besser machen können, und eine wichtige Komponente dabei ist, frühzeitig mit der Entwicklung von Impfstoffen zu beginnen.

Der neue „Quartet Nanocage“-Impfstoff basiert auf einer Struktur namens Nanopartikel – einer Kugel aus Proteinen, die durch unglaublich starke Wechselwirkungen zusammengehalten werden. Mithilfe eines neuen „Sekundenkleber-Proteins“ werden Ketten verschiedener viraler Antigene an diese Nanopartikel gebunden. In diesen Ketten sind mehrere Antigene enthalten, die das Immunsystem darauf trainieren, bestimmte Regionen anzugreifen, die bei einer Vielzahl von Coronaviren vorkommen.

Gemeinsame Anstrengungen und technologische Innovationen

Diese Studie zeigte, dass der neue Impfstoff eine breite Immunantwort hervorruft, selbst bei Mäusen, die zuvor gegen das SARS-CoV-2-Virus geimpft wurden.

Der neue Impfstoff ist viel einfacher konzipiert als andere derzeit in der Entwicklung befindliche Breitbandimpfstoffe, die laut Forschern den Weg zu klinischen Studien beschleunigen sollten.

Die von ihnen entwickelte zugrunde liegende Technologie hat auch das Potenzial, bei der Entwicklung von Impfstoffen zum Schutz vor vielen anderen gesundheitlichen Herausforderungen eingesetzt zu werden.

Die Arbeit umfasste eine Zusammenarbeit zwischen Wissenschaftlern der Universität Cambridge Universität Oxford, Kalifornisches Institut der Technologie. Es verbessert die frühere Arbeit der Oxford- und Caltech-Gruppen zur Entwicklung eines neuen, universellen Impfstoffs gegen Coronavirus-Bedrohungen. Der von Oxford und dem California Institute of Technology entwickelte Impfstoff soll Anfang 2025 in die erste Phase klinischer Studien eintreten, seine Komplexität erschwert jedoch die Herstellung, was die Produktion in großem Maßstab einschränken könnte.

Herkömmliche Impfstoffe enthalten ein einzelnes Antigen, um das Immunsystem darauf zu trainieren, ein bestimmtes Virus anzugreifen. Dies schützt möglicherweise nicht vor einer Vielzahl bestehender Coronaviren oder vor neu auftretenden Krankheitserregern.

Referenz: „Proaktive Impfung mit polyviralen quartären Nanozellen für umfassende Anti-Coronavirus-Reaktionen“ von Rory A. Hills, Tiong Kit Tan, Alexander A. Cohen, Jennifer R. Keefe, Anthony H. Keeble, Priyanthi N.P. Jananapragasam, Kaya N. Storm, Annie V. Rorick, Anthony B. West Jr., Michelle L. Hill, Cy Liu, Javier Gilbert Jaramillo, Madeha Afzal, Amy Napier, Gabrielle Admans, William S. James, Pamela J. Bjorkman, Alan R. Townsend, und Mark R. Howarth, 6. Mai 2024, Natur-Nanotechnologie.
doi: 10.1038/s41565-024-01655-9

Die Studie wurde vom Biotechnology and Biological Sciences Research Council finanziert.