Исследование доступно онлайн в журнале Cell.
В отличие от других разрабатываемых вакцин против COVID-19, эта вакцина доставляется через нос, часто в первоначальное место заражения.
В новом исследовании ученые обнаружили, что носовой путь доставки вызывает сильный иммунный ответ во всем теле, но особенно эффективен в носу и дыхательных путях, предотвращая распространение инфекции в организме.
«Мы были приятно удивлены, увидев сильный иммунный ответ в клетках внутренней оболочки носа и верхних дыхательных путей, а также надежную защиту от заражения этим вирусом», – сказал старший автор Майкл С. Даймонд, доктор медицинских наук, Герберт С. Гассер, профессор медицины и профессор молекулярной микробиологии, патологии и иммунологии. "Эти мыши были хорошо защищены от болезней. А у некоторых мышей мы наблюдали доказательства стерилизующего иммунитета, когда не было никаких признаков инфекции после заражения мыши вирусом."
Для разработки вакцины исследователи вставили спайковый белок вируса, который коронавирус использует для проникновения в клетки, внутрь другого вируса, называемого аденовирусом, который вызывает простуду.
Но ученые изменили аденовирус, сделав его неспособным вызывать болезнь. Безобидный аденовирус переносит спайковый белок в нос, позволяя организму создать иммунную защиту от вируса SARS-CoV-2, не заболевая. Еще одно новшество, выходящее за рамки назальной доставки, заключается в том, что новая вакцина включает две мутации в шипованный белок, которые стабилизируют его в определенной форме, которая наиболее способствует образованию антител против него.
«Аденовирусы являются основой для многих экспериментальных вакцин против COVID-19 и других инфекционных заболеваний, таких как вирус Эбола и туберкулез, и у них есть хорошие записи о безопасности и эффективности, но было проведено не так много исследований в отношении введения этих вакцин через нос», – сказал соавтор Дэвид Т. Куриэль, доктор медицинских наук, заслуженный профессор радиационной онкологии. «Все остальные аденовирусные вакцины против COVID-19, которые разрабатываются, вводятся путем инъекции в мышцу руки или бедра. Нос – это новый путь, поэтому наши результаты удивительны и многообещающи. Также важно, что однократная доза вызвала такой устойчивый иммунный ответ. Вакцины, требующие двух доз для полной защиты, менее эффективны, потому что некоторые люди по разным причинам никогда не получают вторую дозу."
Несмотря на то, что существует вакцина против гриппа под названием FluMist, которая вводится через нос, она использует ослабленную форму живого вируса гриппа и не может быть введена определенным группам, в том числе тем, чья иммунная система ослаблена такими заболеваниями, как рак, ВИЧ и др. диабет. Напротив, новая интраназальная вакцина COVID-19 в этом исследовании не использует живой вирус, способный к репликации, что, по-видимому, делает его более безопасным.
Исследователи сравнили вакцину, которую вводили мышам двумя способами – в нос и внутримышечно. Хотя инъекция вызвала иммунный ответ, который предотвратил пневмонию, она не предотвратила инфекцию в носу и легких. Такая вакцина может снизить тяжесть COVID-19, но она не будет полностью блокировать инфекцию или предотвращать распространение вируса инфицированными людьми. Напротив, назальный путь доставки предотвратил инфекцию как в верхних, так и в нижних дыхательных путях – в носу и легких – предполагая, что вакцинированные люди не будут распространять вирус и не разовьют инфекции в других частях тела.
Исследователи заявили, что исследование является многообещающим, но предупредили, что вакцина до сих пор изучалась только на мышах.
«Вскоре мы начнем исследование по тестированию этой интраназальной вакцины на нечеловеческих приматах и планируем как можно быстрее перейти к клиническим испытаниям на людях», – сказал Даймонд. "Мы настроены оптимистично, но это необходимо и дальше проходить надлежащие этапы оценки. В этих моделях мышей вакцина обладает высокой защитной способностью. Мы с нетерпением ждем начала следующего раунда исследований и, в конечном итоге, тестирования его на людях, чтобы увидеть, сможем ли мы вызвать такой тип защитного иммунитета, который, как мы думаем, не только предотвратит инфекцию, но и ограничит пандемическую передачу этого вируса."
Эта работа была поддержана Национальными институтами здравоохранения (NIH), номера грантов и контрактов 75N93019C00062, R01 AI127828, R01 AI130591, R01 AI149644, R35 HL145242, HHSN272201400018C, HHSN272201200026C, F32 AI13839163 и T32 AI007163; Агентство перспективных оборонных исследовательских проектов, номер гранта HR001117S0019; докторская стипендия Фонда Хелен Хей Уитни; и ядро морфологии легких в Медицинской школе Вашингтонского университета.
Даймонд является консультантом Inbios, Vir Biotechnology, NGM Biopharmaceuticals и членом научного консультативного совета Moderna. Лаборатория Diamond получила несвязанную финансовую поддержку от Moderna, Vir Biotechnology и Emergent BioSolutions.
Даймонд, Куриэль, Ахмед Хасан и Игорь Дмитриев подали в Вашингтонский университет информацию о возможном развитии ChAd-SARS-CoV-2. Майкл Хольцман – член DSMB AstroZeneca и основатель NuPeak Therapeutics.
Лаборатория Baric получила несвязанную финансовую поддержку от Takeda, Pfizer и Eli Lily.