Иммуногенность двух ведущих вакцин-кандидатов против малярии, поставляемых в виде мРНК-LNP-вакцин

В недавнем исследовании, опубликованном в NPJ вакцинах, исследователи оценили иммуногенность двух вакцин-кандидатов, Pfs25 и PfCSP, на основе платформы матричной рибонуклеиновой кислоты (мРНК) и липидных наночастиц (LNP).

Фон

Малярия, вызываемая паразитом Plasmodium falciparum, является смертельным заболеванием, уносящим около 627 000 жизней в год во всем мире. Существует срочная необходимость в разработке вакцин для искоренения малярии.

Паразит, вызывающий малярию, имеет сложный жизненный цикл, состоящий из нескольких стадий, каждую из которых самки комаров-анофелинов могут проглатывать во время кормления кровью, что приводит к передаче P. falciparum. Например, если инфицированный комар Anopheles запускает инфекцию малярии, вводя хозяину спорозоиты P. falciparum, которые вторгаются в его гепатоциты, что приводит к заражению на стадии крови.

Таким образом, разработка противомалярийной вакцины была сосредоточена на антигенах, экспрессируемых на различных стадиях ее жизненного цикла. Любая блокирующая передача (TBR) реакция вакцины (TBV), воздействующая как на половую стадию, так и на комариную стадию, имеет решающее значение в усилиях по искоренению малярии.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи оценили реакцию антител на Pfs25 и PfCSP по отдельности и в комбинации с использованием мышиной модели. Во-первых, они вакцинировали самок мышей Balb/c тремя, 10 и 30 мкг дозами мРНК-LNP Pfs25 и оценили вызванные ответы антител. Аналогичным образом они оценили ответы антител, вызванные вакциной мРНК PfCSP-LNP у мышей при аналогичных дозах.

Затем исследователи вакцинировали группу мышей комбинацией обеих вакцин (по 10 мкг каждой вакцины), чтобы изучить иммуногенность совместной иммунизации антигенами, нацеленными на разные стадии жизненного цикла P. falciparum. Они также сравнили титры антиген-специфических антител в результате совместной иммунизации с титрами антител у мышей, вакцинированных только Pfs25 или PfCSP.

Кроме того, команда провела стандартные анализы мембранного кормления комаров (SMFA) для оценки иммуноглобулина G (IgG) в сыворотке из последних образцов крови от каждой мыши. С этой целью они оценили мышей, вакцинированных 3 мкг и 10 мкг Pfs25 мРНК-LNP трижды, а также сравнили мышей, получивших только 30 мкг Pfs25, с реципиентами (Pfs25+PfCSP) комбинации мРНК-LNP после четырех вакцинаций.

SMFA также помог исследователям оценить функциональную эффективность антител, вызванных более низкими дозами вакцины мРНК Pfs25-LNP. Они оценили очищенный IgG в конечных концентрациях 1, 0,5, 0,25 и 0,125 мг/мл. IgG, очищенный из сыворотки до вакцинации, служил в этом эксперименте в качестве отрицательного контроля. Они также охарактеризовали изотип антител (соотношение IgG1/IgG2a) и авидность в сыворотке, используемой для SMFA.

Первоначально все три концентрации очищенного IgG, выделенного из всех групп, получавших 3 мкг, 10 мкг и 30 мкг Pfs25 и Pfs25+PfCSP, выявили >94% TRA. В последующих экспериментах оценивали более низкие концентрации IgG (0,25, 0,125, 0,0625, 0,03125 мг/мл). Они использовали твердофазный иммуноферментный анализ (ELISA) для оценки авидности Pfs25-специфических антител и их изотипов в объединенной сыворотке терминальных кровотечений каждой группы мышей.

Электронная книга по обнаружению наркотиков

Электронная книга, посвященная индустрии открытия лекарств

Подборка лучших интервью, статей и новостей за последний год.

Скачать бесплатную копию

Наконец, исследователи оценили защиту, обеспечиваемую PfCSP, в модели in vivo с использованием спорозоитов P. berghei, трансгенного организма, экспрессирующего PfCSP и PbPfCSP-зеленый флуоресцентный белок-люциферазу (GFPLuc). Во время первого заражения (Ch1) они инокулировали мышам ~2000 спорозоитов PbPfCSP-GFPLuc через четыре недели после третьей вакцинации и оценивали паразитарную нагрузку на их печени через 42–44 часа.

Полученные результаты

LNP мРНК PfCSP атакует белки циркумспорозоита, а Pfs25 нацелен на антиген вакцины, блокирующей передачу (TBV). В дозах от 0,1 мкг до 30 мкг мРНК-LNP Pfs25 вызывали гуморальный ответ при введении в режиме трехдозовой вакцинации с интервалом в четыре недели. После праймирования ответы антител были умеренными, но значительно увеличились после бустерной стимуляции.

Исследователи также отметили снижение В-клеток зародышевого центра в селезенке после одной дозы Pfs25, которое заметно увеличилось после буст-стимуляции. У обеих линий мышей, использованных в исследовании, Balb/c и C57Bl/6, Pfs25 запускал устойчивый кластер дифференцировки (CD)4 и ответы Т-клеток CD8. В целом, антитела к Pfs25 опосредовали реакцию блокировки передачи. Однако то, как повышение уровня этих Т-клеток может влиять на TRA и TBA, требует дополнительной работы.

SMFAs показали сильную реверсирующую и блокирующую активность передачи (TRA и TBA) на фоне низких концентраций IgG всеми тремя дозами мРНК-LNP Pfs25. Даже такие низкие дозы Pfs25, как 0,1 мкг, вызывали значительный TRA, что усиливало эффект более высоких доз вакцины.

Вакцинация последующими более высокими дозами мРНК-LNP Pfs25 обеспечивала сильную и функциональную ТБК (>90%) при концентрации IgG 0,125 мг/мл. Хотя TRA и TBA-активности 10 мкг Pfs25 и 1 мкг Pfs25 были сопоставимы, после бустерной стимуляции 10 мкг мРНК-LNP Pfs25 индуцировали почти в 2,5 раза более высокие титры антител, чем доза 1 мкг. Таким образом, в случае мРНК-ЛНП Pfs25 бустерная доза неизменно вызывала более сильную функциональную активность.

Заражение паразитами не оказывало заметного влияния на авидность и изотипы антител. Однако интересно, что мыши, вакцинированные 30 мкг вакцины (наибольшая протестированная доза), имели более высокие титры антител с менее эффективной TRA. Кроме того, исследователи понятия не имели, вызывала ли активная инфекция потерю активности антител в отношении SMFA.

Напротив, мРНК-LNP PfCSP вызывала умеренные ответы антител только после одной вакцинации и все более сильные ответы после каждой следующей дозы (доз) или бустерной вакцинации. Четыре дозы сделали иммунизированных мышей полностью защищенными от заражений паразитами. Совместная иммунизация Pfs25 и PfCSP индуцировала такие же ответы антител и функциональную активность, как и мРНК-LNP с одним антигеном.

Таким образом, предоставление доказательств возможности комбинирования нескольких вакцин на основе платформы мРНК-ЛНП без неблагоприятных последствий. Хотя PfCSP сам по себе не мог обеспечить полную защиту, в сочетании с мРНК-LNP Pfs25 его эффективность значительно повышалась в течение нескольких поколений.