Vaksin Rekombinan Bivalen Melindungi Terhadap SARS-Cov-2 Dan Influenza Pada Model Hewan

Read Also

Dalam sebuah studi baru-baru ini yang diterbitkan dalam Journal of Virology, para peneliti mengembangkan vaksin bivalen rekombinan terhadap virus severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) dan virus influenza.

Pandemi penyakit coronavirus 2019 (COVID-19) telah menjadi ancaman kesehatan masyarakat global yang serius. Berbagai vaksin telah digunakan untuk mencegah COVID-19, namun munculnya SARS-CoV-2 variants of concern (VOCs) yang sangat menular telah membahayakan upaya untuk menahan pandemi. VOC SARS-CoV-2 menyebabkan infeksi terobosan vaksin, sehingga menantang kemanjuran vaksin COVID-19 yang ada dan menjamin pengembangan vaksin yang lebih baik.

Influenza adalah penyakit pernapasan menular yang terutama disebabkan oleh influenza A virus (IAV). Influenza musiman adalah masalah kesehatan masyarakat dengan lebih dari 300.000 kematian tahunan. Vaksin influenza adalah cara yang paling efektif untuk mencegah penyakit, tetapi kurang efektif (10% sampai 60%) karena perbedaan antara strain vaksin dan strain yang beredar.

Oleh karena itu, merancang vaksin universal terhadap semua jenis influenza sangat penting. Baik influenza maupun COVID-19 adalah penyakit menular yang ditularkan selama musim yang sama dan merupakan ancaman global bagi kesehatan masyarakat; Oleh karena itu, sangat bermanfaat untuk merancang vaksin yang secara bersamaan melindungi terhadap virus SARS-CoV-2 dan influenza.

Studi dan temuan

Dalam penelitian ini, para peneliti membangun tiga recombinant vesicular-stomatitis virus (rVSV)-based bivalent vaccine candidates untuk COVID-19 dan influenza. Pertama, mereka menghasilkan coding DNAs (cDNAs) yang mengkode spike protein (SP) dari SARS-CoV-2 Delta dengan penghapusan 17 asam amino (aa) di terminal-C dan mutasi titik (I742A) [selanjutnya, SPΔC1]. Selain itu, cDNA yang mengkodekan domain S2 dengan penghapusan 381 aa dibuat (SPΔC2).

Receptor-binding domain (RBD) dari strain SARS-CoV-2 Wuhan-Hu-1 digabungkan dengan glikoprotein (GP) dari virus Ebola untuk menghasilkan konstruksi cDNA ERBD. Masing-masing dari tiga cDNA dimasukkan ke dalam vektor vaksin rVSV-EM2e, yang berisi Ebola GP yang digabungkan dengan empat salinan polipeptida influenza M2 ectodomain (M2e) untuk menghasilkan V-EM2e/ SPΔC1, V-EM2e/ SPΔC2, atau V-EM2e /ERBD.

Dua salinan M2e diturunkan dari galur influenza manusia, satu dari galur flu burung dan satu dari galur flu babi. Kemampuan replikasi dari kandidat vaksin diperiksa dalam beberapa baris sel seperti A549, MRC-5, U251MG, cluster of differential 4-positive (CD4+) sel Jurkat T, dan monosit-derived macrophages (MDMs) dan sel dendritik (MDDCs).

Meskipun VSV tipe liar menunjukkan replikasi yang efisien dan tipikal cytopathic effects (CPEs) di berbagai lini sel, kandidat rVSV gagal menginfeksi sel T MRC-5 dan CD4+ Jurkat. Kandidat vaksin menunjukkan infeksi positif pada tipe sel lain dan bereplikasi jauh lebih lambat dengan CPE lebih sedikit daripada VSV tipe liar. Dua dosis masing-masing kandidat vaksin diberikan pada hari ke 0 dan 14 pada tikus BALB/c melalui injeksi intramuskular (IM) atau intranasal (IN).

Serum anti-SARS-CoV-2 RBD dan antibodi anti-M2 diukur. Mereka menemukan tingkat antibodi IgA dan IgG anti-SARS-CoV-2 yang lebih tinggi dengan kandidat V-EM2e/ SPΔC1 dan V-EM2e/ SPΔC2 dengan pemberian IM daripada pengiriman IN. Imunisasi V-EM2e/ERBD melalui rute IM menghasilkan antibodi IgG anti-RBD yang jauh lebih rendah daripada dua kandidat vaksin lainnya.

Semua kandidat menginduksi antibodi IgG dan IgA anti-M2 yang sama tingginya terlepas dari rute pengiriman. Selanjutnya, mereka mengevaluasi potensi penetralan antibodi yang diinduksi oleh kandidat vaksin menggunakan pseudovirus SPΔC. Vaksin V-EM2e/ SPΔC1 menginduksi titer antibodi penetralisir (nAbs) tertinggi terhadap infeksi pseudoviral SpΔCwildtype dan SpΔCDelta, sedangkan imunisasi V-EM2e/ERBD memiliki aktivitas penetralan yang rendah.

Selanjutnya, splenosit dari tikus kontrol dan yang diimunisasi dikultur tanpa peptida (apa pun), dengan kumpulan peptida S1 yang tumpang tindih atau peptida influenza M2e. Merangsang splenosit tikus yang diimunisasi IN dengan peptida S1 atau M2e secara nyata meningkatkan sekresi interferon-gamma (IFN-γ) dan, pada tingkat yang lebih rendah, interleukin (IL)-4 dibandingkan dengan kontrol. Namun, produksi IL-5 tidak dirangsang oleh peptida S1 atau M2e.

Pada splenosit tikus yang diimunisasi IM, peningkatan kadar sitokin terbukti sebelum dan tetap tidak berubah setelah stimulasi. Selain itu, tikus yang diimunisasi dengan V-EM2e/ SPΔC1 melalui rute IM atau IN ditantang dengan dosis mematikan strain influenza H1N1 atau H3N2 pada hari ke 28. Tikus kontrol menunjukkan morbiditas yang lebih tinggi daripada tikus yang diimunisasi dan kehilangan berat badan > 20% pada lima/enam hari.

Sebaliknya, tikus yang divaksinasi menunjukkan penurunan berat badan sedang, dengan tingkat kelangsungan hidup 100% terlepas dari rute vaksinasi. Terakhir, penulis menyelidiki efek perlindungan dari imunisasi V-EM2e/ SPΔC1 dan V-EM2e/ SPΔC2 pada hamster Suriah terhadap infeksi SARS-CoV-2. Tim mengamati bahwa dosis IM tunggal dari kedua vaksin cukup untuk memperoleh titer antibodi IgG anti-lonjakan puncak.

Hamster ditantang dengan SARS-CoV-2 Delta 14 hari setelah pemberian dosis vaksin kedua. Hamster kontrol (tidak divaksinasi) menunjukkan penurunan berat badan setelah infeksi dan pulih pada hari ke-12. Hewan yang divaksinasi menunjukkan penurunan berat badan marginal dan mulai pulih setelah dua hari. Penyekaan oral yang dikumpulkan pada hari ke-3 menunjukkan tingkat RNA virus yang berkurang secara signifikan pada hewan yang divaksinasi.

Kesimpulan

Singkatnya, dari tiga kandidat vaksin bivalen, V-EM2e/ SPΔC1 dan V-EM2e/ SPΔC2 menginduksi nAbs yang kuat, respons humoral dan seluler, dan melindungi tikus/hamster dari infeksi influenza (H1N1 dan H3N2) dan SARS-CoV-2 Delta . Secara keseluruhan, hasilnya memberikan bukti substansial untuk kemanjuran yang sangat baik dari platform vaksin bivalen yang dapat dipercepat untuk membuat vaksin melawan varian SARS-CoV-2 dan infeksi IAV yang baru.

Journal reference:

Ao Z, Ouyang MJ, Olukitibi TA, et al. (2022). A Recombinant VSV-Based Bivalent Vaccine Effectively Protects against Both SARS-CoV-2 and Influenza A Virus Infection. Journal of Virology. doi: 10.1128/jvi.01337-22 https://journals.asm.org/doi/10.1128/jvi.01337-22