ДНК-вакцины: новый уровень защиты от COVID-19 и не только

Учёные из Массачусетского технологического института и Института Рагона MGH, Массачусетского технологического института и Гарварда разработали новую вакцину против SARS-CoV-2, основанную на ДНК-структурах. Эта вакцина вызывает сильный иммунный ответ, направленный именно на антигены вируса, минуя лишние реакции иммунной системы.

Новый подход использует ДНК-скелет, на который нанесено множество копий вирусного антигена. Такая вакцина, известная как частичная, имитирует структуру вируса. В отличие от белковых скелетов, использовавшихся в прежних вакцинах и вызывавших нежелательные иммунные реакции, ДНК-скелет не вызывает таковых, позволяя иммунной системе сосредоточиться на целевом антигене.

Марк Бате, профессор биологической инженерии в Массачусетском технологическом институте, подчеркивает, что ДНК не вызывает антител, отвлекающих от целевого белка. Он отмечает: «Можно представить, что В-клетки и иммунная система полностью сосредоточены на целевом антигене. Это именно то, чего мы хотим - чтобы иммунная система была лазерно сфокусирована на интересующем антигене».

Этот подход может упростить разработку вакцин против вирусов, которые трудно поразить, включая ВИЧ, грипп, а также SARS-CoV-2. В отличие от Т-клеток, стимулируемых другими типами вакцин, эти В-клетки могут сохраняться десятилетиями, обеспечивая долгосрочную защиту.

Одной из потенциальных проблем этого типа вакцин является то, что белки, используемые для скелета, часто стимулируют организм производить антитела, нацеленные на сам скелет, что может отвлекать иммунную систему и ослаблять иммунный ответ. Однако использование ДНК-скелета, разработанного с помощью ДНК-оригами, позволяет точно контролировать структуру синтетической ДНК и прикреплять различные молекулы, такие как вирусные антигены, в определённых местах.

В исследовании 2020 года Бате и Даррелл Ирвин, профессор биологической инженерии и материаловедения в Массачусетском технологическом институте, показали, что ДНК-скелет, несущий 30 копий ВИЧ-антигена, может генерировать сильный иммунный ответ у В-клеток, выращенных в лаборатории.

В новом исследовании исследователи заменили антиген на белок, связывающий рецептор шиповидного белка исходного штамма SARS-CoV-2. У мышей, которым была введена вакцина, наблюдалось высокое производство антител к шиповидному белку, но не к ДНК-скелету.

Исследование было в основном финансировано Национальными институтами здравоохранения, Национальным научным фондом и программой Fast Grants.