Le potentiel des candidats vaccins SARS-CoV-2 à base d’ADN

Dans une étude récente publiée dans VirologieLes chercheurs ont évalué l’immunogénicité de candidats vaccins à base d’ADN contre le coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) chez la souris.

Arrière plan

L’infection par le SRAS-CoV-2, l’agent causal de la pandémie de maladie à coronavirus 2019 (COVID-19), provoque des symptômes respiratoires, généralement accompagnés de fatigue, fièvre, toux, dyspnée, pneumonie aiguë et anorexie. Le virus utilise sa protéine de pointe (S) pour pénétrer dans la cellule hôte en se liant à l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) sur les cellules.

La protéine S englobe de nombreux épitopes neutralisants qui pourraient être exploités pour la conception/le développement de vaccins. Plusieurs vaccins COVID-19 ont été homologués pour l’immunisation humaine, et de nombreux autres sont encore à divers stades de développement clinique.

À propos de l’étude

Dans la présente étude, les chercheurs ont évalué le potentiel du vaccin à ADN contre le SRAS-CoV-2 et déterminé l’antigène et le schéma posologique appropriés. Le premier isolat humain de SARS-CoV-2 en Corée du Sud a été passé et titré en unités formant plaque (PFU) sur des cellules Vero. La séquence du gène S a été optimisée à l’aide de l’algorithme du gène Optimum pour améliorer son expression.

Quatre vaccins candidats ont été construits qui exprimaient 1) la protéine S pleine longueur, la protéine S tronquée sans 2) domaines cytoplasmiques (SΔCD) ou 3) transmembranaires (SΔTM), et 4) la sous-unité S1 seule. La séquence leader de l’activateur tissulaire du plasminogène (tPA) a été attachée à l’extrémité N-terminale pour améliorer l’expression in vivo. La séquence optimisée a été digérée avec des endonucléases et clonée dans pVax1, un vecteur d’expression de mammifère.

Des souris C57BL/6 ont été inoculées avec des vaccins candidats à ADN trois fois à un intervalle de trois semaines. Le vaccin a été administré au muscle tibial antérieur de souris. Peu de temps après, des électrodes à réseau à deux aiguilles ont été insérées dans le muscle pour une électroporation in vivo. Des échantillons de sang ont été prélevés quatre et sept semaines après la première vaccination.

Ils ont effectué un test de neutralisation du virus et défini le titre d’anticorps neutralisants (nAb) comme le facteur de dilution correspondant à une réduction de 50 % de la formation de plaques par rapport aux témoins. En bref, 60 PFU de SARS-CoV-2 ont été mélangés avec un volume égal d’un échantillon dilué deux fois de sérum de souris, qui a été utilisé pour infecter les cellules Vero. L’analyse de l’expression des cytokines a été réalisée à l’aide de l’interféron de souris (IFN)-γ dosage immuno-enzymatique dot (ELISpot).

recommandations

Les auteurs ont noté que les anticorps totaux d’immunoglobuline G (IgG) spécifiques à S1 et S2 étaient élevés deux semaines après la vaccination chez les souris ayant reçu des vaccins S, SΔCD et SΔTM complets. En outre, les niveaux d’IgG ont augmenté avec des doses supplémentaires. Le vaccin à ADN-S complet a suscité des titres de nAb plus élevés que les autres vaccins candidats. De même, les niveaux de cytokines étaient plus élevés chez les receveurs de vaccins à ADN-S complet.

Cela signifiait que l’élimination du domaine transmembranaire ou cytoplasmique de la protéine S ou de la sous-unité S2 entraînerait de mauvaises réponses humorales. Le vaccin S complet étant l’antigène le plus efficace, les auteurs ont réalisé des expériences supplémentaires pour identifier la dose appropriée de ce vaccin. Les souris ont été stratifiées en trois groupes pour recevoir 5, 20 ou 50 μg du vaccin S complet. Les animaux qui ont reçu la dose de 50 μg du vaccin ont montré les taux d’anticorps les plus élevés.

De plus, les tests de neutralisation du virus ont révélé des titres de nAb plus élevés chez les animaux sous le régime de 50 μg que chez les autres. Les titres de nAb étaient significativement plus élevés après la troisième dose qu’après la deuxième vaccination. Bien que toutes les souris aient démontré des niveaux significativement plus élevés de cytokines quelle que soit la dose par rapport aux témoins, celles vaccinées avec des doses plus élevées (50 ou 20 μg) avaient des niveaux d’IFN-γ plus élevés que celles vaccinées avec 5 μg du même antigène.

conclusion

Les auteurs ont conçu quatre vaccins candidats à base d’ADN en utilisant la protéine S du premier isolat coréen du SRAS-CoV-2. La séquence du gène a été optimisée et une séquence de tête de tPA a été attachée à l’extrémité N (de S) pour une efficacité traductionnelle. L’étude a révélé que les anticorps IgG totaux étaient plus élevés chez les souris vaccinées avec S pleine longueur et S tronqué sans domaines transmembranaires ou cytoplasmiques que chez celles immunisées avec S1.

Le vaccin S de pleine longueur a induit des titres de nAb significativement plus élevés que les autres vaccins candidats à l’exception du vaccin SΔCD. Ils ont noté que toute dose (5, 20 ou 50 μg) de S pleine longueur provoquait des titres adéquats d’IgG et de nAb. Cependant, 5 ou 20 μg de vaccin ont donné des titres similaires, et la dose la plus élevée de vaccin testée a induit les titres d’anticorps les plus élevés.

En conclusion, l’étude a démontré que le vaccin à ADN SARS-CoV-2 induisait des réponses immunitaires cellulaires et humorales. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour étudier la protection conférée par ce vaccin contre l’infection par le SRAS-CoV-2.