2024-04-18 03:55:17
Des scientifiques du Georgia Institute of Technology et de l’Université du Wisconsin, aux États-Unis, ont développé un vaccin à large spectre capable de protéger contre les variantes du coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère (SRAS-CoV-2) ainsi que contre les sarbecovirus de chauve-souris.
L’étude est publiée dans la revue Communications naturelles.
Étude: Protection étendue contre les sarbécovirus du clade 1 après une seule immunisation avec un vaccin cocktail de protéines de pointe et de nanoparticules. Crédit d’image : Ninc Vienne/Shutterstock
Arrière-plan
Le coronavirus 2 (SARS-CoV-2) du syndrome respiratoire aigu sévère est le bêta-coronavirus le plus récemment apparu, responsable de la pandémie dévastatrice de la maladie à coronavirus 2019 (COVID-19).
Le SRAS-CoV-2 contient une glycoprotéine de pointe à sa surface, qui interagit avec l’enzyme de conversion de l’angiotensine 2 (ACE2) du récepteur membranaire de la cellule hôte pour faciliter l’entrée du virus. Cela fait de la protéine Spike une cible cruciale pour le développement de vaccins.
Plusieurs vaccins ont été développés tout au long de la pandémie pour limiter la transmission du SRAS-CoV-2 et de ses variantes hautement mutées. Le vaccin bivalent de Pfizer-BioNTech est l’une des formulations spécifiques aux variantes mises à jour avec une efficacité protectrice élevée contre une gamme de variantes du SRAS-CoV-2.
Outre l’émergence d’un large éventail de variantes du SRAS-CoV-2, un vaste réservoir de sarbécovirus se liant à l’ACE2 a été identifié chez les chauves-souris, ce qui met en évidence la nécessité de développer des vaccins pan-sarbécovirus et pan-bétacoronavirus.
Dans cette étude, les scientifiques ont développé des formulations de vaccins bivalents et trivalents à l’aide d’une plateforme de nanoparticules de protéines de pointe et ont validé ces formulations chez des hamsters.
Conception de vaccins
Les scientifiques avaient précédemment développé un vaccin à base de nanoparticules présentant plusieurs copies de la protéine de pointe du SRAS-CoV-2, qui a montré une efficacité protectrice élevée contre le SRAS-CoV-2 chez les hamsters. Dans la présente étude, ils ont utilisé cette plate-forme de nanoparticules de protéines de pointe pour développer un vaccin cocktail contre les sarbecovirus humains du clade 1 se liant à l’ACE2 et présentant un potentiel pandémique.
Ils ont développé un panel de plates-formes de nanoparticules, chacune présentant une seule protéine de pointe provenant de divers sarbécovirus (protéine de pointe ancestrale du SRAS-CoV-2 ; quatre variantes d’omicrons BA.1, BA.5, BA.2.75.2, XBB ; SARS-CoV- 1 ; et chauve-souris CoV SHC014). Ils ont déterminé l’immunogénicité de ces formulations chez les hamsters.
Ils ont analysé le paysage antigénique et sélectionné une formulation bivalente (deux protéines de pointe proéminentes) et deux formulations trivalentes (trois protéines de pointe proéminentes) pour caractériser leurs réponses en anticorps neutralisants et leur efficacité protectrice chez les hamsters confrontés à des variantes omicroniques du SRAS-CoV-2 (XBB.1 et BA.5) ainsi que les coronavirus de chauve-souris (SHC014 et WIV1).
Validation des formulations vaccinales
Les scientifiques ont immunisé des hamsters avec les formulations de vaccins bivalents ou trivalents avec adjuvant d’Alhydrogel. Ils ont également immunisé un groupe distinct de hamsters avec le vaccin bivalent Pfizer-BioNTech comme contrôle positif.
L’analyse des réponses immunitaires humorales a révélé que les trois formulations pourraient efficacement induire des titres d’anticorps neutralisants contre le SARS-CoV-2 ancestral et la variante omicron BA.5.
Deux vaccins trivalents contenant une souche omicron supplémentaire ont induit des titres neutralisants robustes contre la dernière variante omicron XBB.1. Cependant, le vaccin bivalent a montré une efficacité neutralisante réduite contre le variant XBB.1.
Concernant les coronavirus de chauve-souris, les trois formulations ont montré des efficacités neutralisantes équivalentes contre SHC014 et WIV1. En revanche, le vaccin bivalent Pfizer-BioNTech n’a réussi à induire des titres d’anticorps neutralisants détectables contre aucun des coronavirus testés.
Deux doses du vaccin Pfizer contenant 30 microgrammes de protéine de pointe sont généralement utilisées pour l’immunisation chez l’homme. Cependant, une seule immunisation avec 10 microgrammes de protéine de pointe a été appliquée aux hamsters. Cela pourrait expliquer l’absence de titres neutralisants chez les hamsters immunisés avec le vaccin Pfizer.
Les scientifiques ont en outre testé l’efficacité protectrice de trois formulations vaccinales chez des hamsters infectés par les variantes omicron BA.5 et XBB.1 six semaines après l’immunisation. Ils ont testé les titres viraux dans les poumons trois jours après la provocation virale.
Les résultats ont révélé que les trois formulations sont capables de fournir une protection complète contre les variantes BA.5 et XXB.1. Aucun titre viral détectable n’a été observé dans les poumons des hamsters immunisés.
Bien qu’elle induise des titres neutralisants significativement plus faibles contre XBB.1, la formulation bivalente a entièrement protégé les hamsters contre XBB.1. Cependant, une seule vaccination avec le vaccin Pfizer n’a pas réussi à assurer une protection complète contre BA.5 et XBB.1.
Les scientifiques ont ensuite exploré l’efficacité protectrice de leur formulation trivalente contre les coronavirus de chauve-souris. Ils ont constaté que les hamsters immunisés n’avaient aucun titre viral détectable dans les poumons, ce qui indique une protection complète.
une caractérisation SDS-PAGE des protéines S biotinylées. Le gel non traité est présenté sur la figure supplémentaire. 3. Ce gel a été analysé deux fois à partir de la même préparation pour chaque échantillon avec des résultats similaires. b Schéma de la fixation de diverses protéines S biotinylées à MS2-SA. (MS2 : gris clair, PDB 2MS2 ; SA : gris foncé, PDB 3RY2 ; S : vert/orange/violet, PDB 6VSB) (c) Gel SDS-PAGE de S et VLP-S pour 614D, BA.2.75.2, XBB et SHC014. Chaque VLP-S a été bouilli pour perturber la conjugaison streptavidine-biotine. Le gel non traité est présenté sur la figure supplémentaire. 3. Ce gel a été analysé deux fois à partir de la même préparation pour chaque échantillon avec des résultats similaires. d Caractérisation de VLP-614D-S (orange), VLP-SHC014-S (vert), VLP-BA.2.75.2-S (rouge) et VLP-XBB-S (cyan) par diffusion dynamique de la lumière. e Caractérisation de la liaison des anticorps ACE2-Fc et S2P6 à tous les VLP-S. (moyenne ± ET, n = 3 : un test indépendant avec trois répétitions techniques). La couleur de la barre identifie chaque échantillon VLP-S (VLP-614D-S : orange ; VLP-BA.1-S : bleu foncé ; VLP-BA.5-S : marron ; VLP-XBB-S : cyan ; VLP-BA. 2.75.2 : rouge ; VLP-SARS-CoV-1-S : violet ; VLP-SHC014-S : vert ; VLP uniquement : blanc). f Caractérisation de VLP-XBB-S, VLP-614D-S, VLP-BA.2.75.2-S et VLP-SHC014-S par microscopie électronique à transmission de coloration négative. Les pointes de flèches ▲ indiquent les protéines S sur la surface du VLP, les pointes de flèches blanches indiquant les protéines de pointe droites et les pointes de flèches rouges indiquant les protéines de pointe inclinées. Au moins 70 images ont été collectées et analysées à partir d’une préparation VLP-S pour chaque échantillon avec des résultats similaires.
Importance de l’étude
La formulation trivalente de nanoparticules de protéines de pointe développée dans l’étude montre une grande efficacité pour induire une réponse en anticorps largement neutralisante contre les sarbecovirus liés au SRAS-CoV-1 et au SRAS-CoV-2.
Ravi Kane, l’un des auteurs correspondants de l’article, a déclaré : « Ce vaccin pourrait protéger non seulement contre la souche actuelle qui circule cette année-là, mais aussi contre les futures variantes. »
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