Particelle di DNA simili a virus potrebbero aiutare a costruire un nuovo tipo di vaccino / Virus-Like DNA Particle Could Help Build New Type of Vaccine

Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Giuseppe Cotellessa

La ricerca condotta dall’Università di Harvard dimostra che un tipo di particella di DNA simile a un virus può essere utilizzata per formare un vaccino efficace contro virus come SARS-CoV-2.

Ad oggi, il prototipo del vaccino è stato testato solo sui topi e non sugli esseri umani, come riportato su Nature Communications, ma un vaccino COVID realizzato utilizzando particelle simili al virus è stato in grado di innescare una forte risposta anticorpale contro SARS-CoV-2 negli animali.

Precedenti vaccini antiparticolati sono stati sviluppati utilizzando strutture proteiche, ma si sono scontrati con il problema di queste strutture che causano reazioni immunitarie non necessarie. In questo studio, il co-autore principale Mark Bathe, PhD, professore di ingegneria biologica del MIT, e colleghi hanno utilizzato il DNA come impalcatura invece di uno fatto di proteine ​​e hanno scoperto che risolveva il problema dell’immunogenicità.

"Il DNA, come abbiamo scoperto in questo lavoro, non suscita anticorpi che possano distrarre dalla proteina di interesse", ha affermato Bathe in un comunicato stampa.

"Quello che puoi immaginare è che le tue cellule B ed il tuo sistema immunitario vengono completamente addestrati da quell'antigene bersaglio, ed è quello che vuoi: che il tuo sistema immunitario sia focalizzato come laser sull'antigene di interesse."

Molti dei vaccini COVID attualmente disponibili, come i vaccini mRNA sviluppati da Moderna e BioNTech/Pfizer, stimolano una reazione basata principalmente sulle cellule T del sistema immunitario. Anche se questo può essere efficace nello stimolare una reazione immunitaria contro il virus, spesso non è molto longevo.

Il vantaggio di vaccini come quello sviluppato da Bathe e colleghi è che possono stimolare una forte risposta anticorpale guidata dalle cellule B, che può essere molto più duratura.

"I vaccini antiparticolato sono di grande interesse per molti in immunologia perché forniscono una robusta immunità umorale, che è un'immunità basata sugli anticorpi, che è differenziata dall'immunità basata sulle cellule T che i vaccini mRNA sembrano suscitare in modo più forte", ha osservato Bathe. 

Le precedenti iterazioni di vaccini antiparticolato con struture proteiche hanno anche indotto anticorpi contro la proteina nell'impalcatura, che possono ridurre la risposta immunitaria generata dal vaccino contro l’agente patogeno in questione.

“Per neutralizzare il virus SARS-CoV-2, è necessario avere un vaccino che generi anticorpi contro la porzione del dominio di legame del recettore della proteina spike del virus. Quando lo visualizzi su una particella a base proteica, ciò che accade è che il tuo sistema immunitario riconosce non solo quella proteina del dominio legante il recettore, ma tutte le altre proteine ​​che sono irrilevanti per la risposta immunitaria che stai cercando di suscitare", ha spiegato Bathe.

La nuova impalcatura è realizzata con origami di DNA indipendenti dal timo. In una serie di test sui topi, i vaccini realizzati utilizzando questo metodo hanno indotto una forte risposta anticorpale al virus SARS-CoV-2 che è stata influenzata principalmente dall’antigene utilizzato nelle interazioni tra vaccino e cellule T. In particolare, l’impalcatura basata sul DNA non sembra indurre anticorpi nei topi che hanno ricevuto il vaccino, consentendo una risposta più mirata all’agente patogeno.

“Oltre alla progettazione razionale del vaccino e alla promozione della focalizzazione sugli anticorpi, la nostra scoperta che le impalcature del DNA non sono neutralizzati da anticorpi specifici del DNA è di significativa importanza non solo per i vaccini, ma potenzialmente anche per il rilascio terapeutico dell’acido nucleico, poiché consente il nuovo dosaggio senza eliminazione dipendente dall’anticorpo. ”, concludono gli autori.

ENGLISH

Research led by Harvard University demonstrates that a type of virus-like DNA particle can be used to form an effective vaccine against viruses like SARS-CoV-2.

To date, the prototype vaccine has only been tested in mice and not humans, as reported in Nature Communications, but a COVID vaccine made using the virus-like particles was able to trigger a strong antibody response against SARS-CoV-2 in the animals.

Previous particulate vaccines have been developed using protein scaffolds but have run up against the problem of these scaffolds causing unnecessary immune reactions. In this study, co-lead author Mark Bathe, PhD, an MIT professor of biological engineering, and colleagues used DNA as a scaffold instead of one made of protein and found it solved the immunogenicity issue.

“DNA, we found in this work, does not elicit antibodies that may distract away from the protein of interest,” said Bathe in a press statement.

“What you can imagine is that your B cells and immune system are being fully trained by that target antigen, and that’s what you want—for your immune system to be laser-focused on the antigen of interest.”

Many of the COVID vaccines that are currently available, such as the mRNA vaccines developed by Moderna and BioNTech/Pfizer, stimulate a mainly T-cell based reaction from the immune system. While this can be effective at stimulating an immune reaction against the virus, it is often not very long-lived.

The advantage of vaccines such as the one developed by Bathe and co-workers is that they can stimulate a strong B-cell driven antibody response, which can be much longer lasting.

“Particulate vaccines are of great interest for many in immunology because they give you robust humoral immunity, which is antibody-based immunity, which is differentiated from the T-cell-based immunity that the mRNA vaccines seem to elicit more strongly,” Bathe noted.

Earlier iterations of particulate vaccines with protein scaffolds also induced antibodies against the protein in the scaffold, which can reduce the immune response the vaccine generates against the pathogen in question.

“To neutralize the SARS-CoV-2 virus, you want to have a vaccine that generates antibodies toward the receptor binding domain portion of the virus’ spike protein. When you display that on a protein-based particle, what happens is your immune system recognizes not only that receptor binding domain protein, but all the other proteins that are irrelevant to the immune response you’re trying to elicit,” explained Bathe.

The new scaffold is made of thymus-independent DNA origami. In a series of tests in mice, vaccines made using this method induced a strong antibody response to the SARS-CoV-2 virus that was impacted mainly by the antigen used in the vaccine and T cell interactions. Notably, the DNA-based scaffold did not appear to induce antibodies in the mice that received the vaccine allowing a more focused response to the pathogen.

“Beyond rational vaccine design and promoting antibody focusing, our discovery that DNA scaffolds are not neutralized by DNA-specific antibodies is of significant importance not only for vaccines, but also potentially for therapeutic nucleic acid delivery, as it enables redosing without antibody-dependent clearance,” concluded the authors.

Da:

https://www.insideprecisionmedicine.com/topics/translational-research/virus-like-dna-particle-could-help-build-new-type-of-vaccine/?MailingID=%DEPLOYMENTID%&utm_medium=newsletter&utm_source=Inside+Precision+Medicine+Today&utm_content=01&utm_campaign=Inside+Precision+Medicine+Today_20240130&utm_id=1133044561