Вдохновившись эволюционной историей самого вируса SARS-CoV-2, ученые из Китая создали новую вакцину, которая, по крайней мере на животных моделях, обеспечивает защиту от омикрон и целого ряда его субвариантов.

Несмотря на то, что первые поколения вакцин и бустеров против SARS-CoV-2 были чрезвычайно успешными, эволюция вируса и появление иммунных уклонений сделали последующие вакцины более сложными для производства. Вакцинологи постоянно задаются вопросом: как нам угнаться за быстро эволюционирующим патогеном? Коронавирус всегда кажется на несколько шагов впереди, особенно сейчас, когда омикронные субварианты продолжают развивать все более острые возможности иммунной защиты.

Несмотря на бесценные инструменты, которыми стали мРНК-вакцины за последние два года, необходимы новые вакцинные подходы, говорят ученые.

Как выяснилось, в белке вирусного шипа есть участки, которые сохраняют высокую степень консервативности у всех последних вариантов SARS-CoV-2. Эти сохранившиеся области - настоящий каталог эволюционных данных, с помощью которых можно создать вакцину нового поколения. Спайковый белок - это деловая часть вируса, которая связывается с человеческими рецепторами ACE-2 для инициирования инфекции.

Чтобы решить критическую проблему иммунного бегства и начать трудную задачу по разработке новой вакцины, доктор Юнлян Чжао и его коллеги из Государственной ключевой лаборатории вирусологии, подразделения Уханьского университета в Китае, надеются в будущем ослабить влияние субвариантов с помощью нового вида вакцины.

Экспериментальная вакцина, которую они уже испытывают на лабораторных мышах, основана на консервативных областях белка шипа, что означает, что вакцина тесно связана с теми частями шипа, которые редко мутируют.

Уханьская команда не скрывает оптимизма по поводу своего исследования, которое, как они надеются, послужит моделью для будущих вакцин, панпротективной иммунизации - универсальной прививки, защищающей от существующих вариантов и угроз, которые могут возникнуть в будущем. Основная проблема существующих вакцин заключается в том, что, хотя они защищают от тяжелых заболеваний, новые версии вируса, такие как растущее множество подвариантов омикрон, могут ускользнуть от защиты иммунной системы.

Чжао и группа сотрудников из нескольких исследовательских институтов Уханя начали разработку новой вакцины с изучения эволюционной траектории SARS-CoV-2. В ходе исследования они проанализировали более 11 миллионов последовательностей SARS-CoV-2, а также инфекционность и способность 54 псевдовирусов и вариантов SARS-CoV-2 к иммунной защите.

Эксперименты показали, что вирусные белки-шипы эволюционировали не случайно, а в направлении либо высокой инфекционности в сочетании с низкой иммунной устойчивостью, либо низкой инфекционности в сочетании с высокой иммунной устойчивостью.

Основываясь на этом, команда разработала вакцину на основе нового антигена под названием Span. Буква "S" в названии означает "spike", то есть вирусный белок spike, а "pan" - от греческого слова, означающего "все", что означает вакцину против всех белков spike. Если посмотреть на термин "пан" с другой стороны, объединив его с версией греческого слова "демос", что означает "люди", то получится "пандемия" - болезнь, которая поражает всех людей.

Разработка исследовательской вакцины Span не была легкой, пишут Чжао и его коллеги в журнале Science Translational Medicine. "SARS-CoV-2 продолжает накапливать мутации, чтобы обойти иммунитет, что приводит к прорывным инфекциям после вакцинации", - утверждает Чжао, ведущий автор исследования вакцины Span.

"То, как исследователи заранее предвидят эволюционную траекторию вируса при разработке вакцин следующего поколения, требует изучения", - продолжил Чжао. "Здесь мы провели комплексное исследование 11 650 487 последовательностей SARS-CoV-2, которое показало, что белок SARS-CoV-2 spike эволюционировал не случайным образом, а направленными путями: либо высокая инфекционность плюс низкая иммунная устойчивость, либо низкая инфекционность плюс высокая иммунная устойчивость".

Антиген Span включает в себя аминокислотные остатки, встречающиеся с высокой частотой во всех основных вариантах на сегодняшний день, что позволяет ему защищать от эволюционно различающихся линий. Вакцина Span до сих пор вызывала нейтрализующие антитела против различных вариантов SARS-CoV-2 при введении вакцины животным моделям в лабораторных условиях.

Чжао и соавторы протестировали инновационную вакцину Span наряду с вакциной, изготовленной из белка Spike дикого типа, в котором отсутствовал эволюционный придаток Span. Исследователи обнаружили, что иммунный ответ был более мощным после вакцинации Span, чем после вакцинации на основе белка spike дикого типа. Животные модели - в данном случае мыши - были полностью защищены от вариантов омикрон при введении вакцины Span.

Уханьская команда, по словам Чжао, должна провести дополнительные испытания эффективности вакцины против более новых субвариантов омикрон, особенно тех, которые появились в последние месяцы. Исследователи также предупреждают, что для лучшего понимания сильных и слабых сторон вакцины необходимо провести дополнительные испытания на животных моделях, отличных от лабораторных мышей. "Будет очень важно включить дополнительные модели животных, прежде чем переводить эту вакцину в клинические испытания на [человеке]", - заключил Чжао.