Injeksi Needle-Free Jet dari Novel Vaksin DNA COVID-19 Menunjukkan Harapan Pada Model Hewan

Read Also

Dalam sebuah penelitian baru-baru ini yang diposting ke server bioRxiv*, para peneliti di United States Army Medical Research Institute of Infectious Diseases mengevaluasi imunogenisitas dari vaksin severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) deoxyribonucleic acid (DNA) vaccine, nCOV-S(JET), pada rhesus macaques. Evaluasi sebelumnya dari vaksin DNA penyakit coronavirus 2019 (COVID-19) yang menargetkan SARS-CoV-2 spike (S) protein ini menghasilkan respons imun humoral yang memadai pada hamster Suriah.

Tentang studi

Dalam studi saat ini, para peneliti berhipotesis bahwa nCOV-S (JET) akan memasang respons antibodi penetral yang terdeteksi ketika dikirim melalui injeksi jet bebas jarum dan mengejar bukti imunogenisitasnya pada kera rhesus, model non-human primate (NHP).

Mereka memvaksinasi hewan uji menggunakan dua metode pengiriman tanpa jarum. Metode pertama yang digunakan adalah alat Stratis untuk memberikan secara intramuskular (IM) 2 mg per dosis vaksinasi. Upaya kedua intradermal (ID) pengiriman 0,4 mg per vaksinasi dengan Tropis device. Perangkat Stratis dan Tropis mengirimkan vaksin sebagai jet cairan IM atau ID, masing-masing. Tim mengukur antibodi penetralisir yang dihasilkan vaksin menggunakan dua tes - i) live-virus plaque reduction neutralization tests (PRNT); ii) pseudovirion neutralization assays (PsVNA). Selain itu, mereka melakukan MAGPIX multiplex immunoassay, yang memanfaatkan subunit SARS-CoV-2 S, S1, receptor-binding domain (RBD), dan nucleocapsid (NP) proteins.

Penelitian ini menggunakan 12 kera rhesus asal Cina berusia delapan hingga 15 tahun dengan berat antara lima dan 16 kilogram. Setiap kelompok vaksinasi terdiri dari tiga hewan jantan dan tiga betina secara acak. Tim memvaksinasi semua hewan uji pada hari ke nol, 21, dan 42 dan mengumpulkan seluruh sampel darah mereka pada hari ke nol, 21, 35, 63, dan 168. Mereka memantau semua hewan uji untuk anomali klinis dan perilaku setiap hari.

Temuan studi

Kera rhesus membutuhkan dorongan tambahan (kedua) untuk mencapai titer antibodi penetralisir yang serupa dengan hamster Suriah. Geometric mean titer (GMT) atau PsVNA50 pada hamster adalah sekitar 640 setelah dua vaksinasi, sedangkan 58 dan 326 pada kera rhesus setelah dua dan tiga vaksinasi, masing-masing. Demikian juga, GMT PRNT50 pada hamster setelah dua vaksinasi adalah sekitar 640, sedangkan pada kera rhesus setelah dua dan tiga vaksinasi berturut-turut adalah 24 dan 71.

Menetralkan dan mengikat respon antibodi. Titer PRNT50, PsVNA50, dan Magpix dari serum dikumpulkan pada berbagai titik waktu. A) Desain. (panah biru = dosis vaksin; tetes merah = titik waktu pengambilan darah). B) Menetralkan dan mengikat nilai antibodi pada titik waktu yang ditunjukkan. Batas bawah pengujian ditampilkan sebagai area yang diarsir abu-abu.

Patut dicatat bahwa vaksin DNA menunjukkan imunogenisitas tertinggi ketika diberikan IM dibandingkan dengan rute lain. Sementara hamster menerima total 0,4 mg nCOV-S (JET) secara intramuskular selama tiga vaksinasi, NHP menerima dosis enam mg, yang menyiratkan bahwa NHP menerima dosis yang tidak memadai dibandingkan dengan hamster berdasarkan berat badan.

Kinetika menetralkan respon antibodi hewan individu. A) PRNT50 dan B) titer PsVNA50 dari serum yang dikumpulkan pada berbagai titik waktu. Garis putus-putus vertikal menunjukkan titik waktu vaksinasi. Simbol/garis biru melambangkan hewan yang divaksinasi IM-DSJI. Simbol/garis merah melambangkan hewan yang divaksinasi ID-DSJI. Batas bawah pengujian ditampilkan sebagai area yang diarsir abu-abu.

Namun demikian, vaksin DNA yang diberikan melalui suntikan jarum ini melindungi NHP dari penyakit. Ini menimbulkan titer antibodi penetral lebih dari 100, yang diukur dengan PsVNA. Studi lain menguji vaksin DNA berbasis S serupa yang disebut ZyCoV-D pada kelinci. Tiga dosis pengiriman ID-nya menggunakan perangkat Tropis menghasilkan titer antibodi penetralisir 108, sebagaimana dinilai melalui uji mikronetralisasi. Dengan demikian, titer antibodi penetral yang ditimbulkan di NHP tampak sebanding dengan titer yang protektif pada kelinci.

Lebih lanjut, vaksin nCOV-S (JET) yang dikirim menggunakan perangkat IM Stratis menunjukkan aktivitas penetralan silang terhadap variants of concern (VOC) SARS-CoV-2, sesuai penilaian PsVNA. Semua NHP memiliki titer PsVNA50 minimum 80 terhadap strain SARS-CoV-2 WA-1, Beta, dan Delta VOC. Khususnya, titer antibodi penetral terhadap Delta VOC adalah yang tertinggi.

Titer antibodi Cross-neutralizing terhadap VOC SARS-CoV-2 dari hari ke 63 serum. Batas bawah pengujian ditampilkan sebagai area yang diarsir abu-abu.

Sebaliknya, vaksin DNA yang dikirimkan ID oleh perangkat Tropis memiliki respons VOC penetral silang yang lebih rendah. Hanya dua hewan (#7 dan #9) yang menunjukkan antibodi penetral silang terhadap semua VOC, yang diukur dengan PsVNA, dan hanya #7 yang menunjukkan antibodi penetral silang yang dapat dideteksi terhadap semua VOC yang diuji oleh PRNT. Hewan #7 dan #9 juga memiliki respons pengikatan antibodi paling kuat, yang diukur dengan Magpix. Di antara manfaat lainnya, vaksin DNA nCOV-S(JET) tidak diformulasikan dengan lipid nanopartikel (LNPs) dan tidak memerlukan bahan pembantu atau elektroporasi. Itu hanya menggunakan jarum suntik sekali pakai yang relatif murah.

Kesimpulan

Studi masa depan harus mencari cara untuk meningkatkan potensi vaksin DNA nCOV-S (JET) untuk memungkinkan penggunaannya sebagai vaksin mandiri. Namun, untuk dosis yang digunakan dalam penelitian ini, ia menghasilkan respons antibodi penetralisir yang diinginkan setelah rejimen dua dosis, yang membuat vaksin ini paling bermanfaat untuk strategi peningkatan heterolog. Strategi vaksinasi ini menggunakan vaksin booster dari platform yang berbeda dari yang digunakan untuk melengkapi seri vaksinasi primer.

Beberapa penelitian telah membuktikan bahwa dorongan heterolog menginduksi reaktogenisitas yang sama dan lebih banyak imunogenisitas daripada dorongan homolog untuk semua kombinasi. Oleh karena itu, pada 21 Oktober 2021, United States Food and Drug Administration (FDA (FDA) mengizinkan penggunaan vaksin COVID-19 mRNA-1273, Ad26.COV2.S, dan BNT162b2 untuk digunakan sebagai penguat heterolog. Demikian juga, tinjauan sistemik menemukan priming heterolog dengan BNT162b2 menghasilkan imunogenisitas yang kuat dan reaktogenisitas yang dapat ditoleransi. Namun, penelitian lebih lanjut diperlukan untuk menetapkan kombinasi optimal, rejimen dosis, dan profil keamanan jangka panjang dari strategi vaksinasi heterolog. Untuk meringkas, penelitian saat ini mengkonfirmasi imunogenisitas vaksin DNA nCOV-S (JET) dan menunjukkan potensinya untuk memperoleh respon imun humoral yang cepat di NHPs.

*Pemberitahuan Penting

bioRxiv menerbitkan laporan ilmiah awal yang tidak ditinjau oleh rekan sejawat dan, oleh karena itu, tidak boleh dianggap sebagai konklusif, memandu praktik klinis/perilaku yang berhubungan dengan kesehatan, atau diperlakukan sebagai informasi yang mapan.

Journal reference:

Humoral immunogenicity of a Coronavirus Disease 2019 (COVID-19) DNA Vaccine in Rhesus Macaques (Macaca mulatta) Delivered using Needle-free Jet Injection, Alexandra Jay, Steven A Kwilas, Matthew Josleyn, Keersten Ricks, Jay W. Hooper, bioRxiv pre-print 2022, DOI: https://doi.org/10.1101/2022.09.12.507647, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.09.12.507647v1