AP09259609 SARS-CoV-2 қарсы интраназалды нанобөлшекті вакцинаның жаңа платформасы: дизайнын әзірлеу және зертханалық жануарлар модельдерінде сынау

Жоба туралы

Өзектілігі
Интраназальды SARS-CoV-2 вакцинасының жаңа платформасы ретінде жобаның зерттеу тобы маннозасы бар хитозан нанобөлшектеріне негізделген вакцинаның дизайнын әзірлеуді және сынауды ұсынады. Бұл биоүйлесімді полимерлердің табиғи кешені, ақуыз суббірліктерінің шырышты қабаттарға керемет тасымалдау қабілетінен бөлек, айқын адъювантты әсерге ие. Бұл нановакциналық формуланы Огайо штатының университетіндегі серіктестеріміз (ОШУ, АҚШ) жасап шығарды және бұрын шошқа тұмауы мен құс сальмонеллезіне қарсы вакциналарды жасауда қолданған. Нановакциналық формуляцияның Т-жасушалық иммундық реакциясын күшейту үшін оның құрамына СpG55. 2. (9-Толл тәрізді рецептордың антагонисті) адъювантты қосу жоспарлануда. Айтылған адьювантты біздің басқа серіктесіміз Vaxine Pty Ltd (Аделаида, Австралия) жасанды интеллект негізінде жасаған. Бұл адъюванттың өзіндік ерекшелігі бар және COVAX-19 (Vaxine Pty Ltd әзірлеушісі) тауарлық атауымен SARS-CoV-2 суббірлік вакцинасының маңызды құрамдас бөлігі ретінде пайдаланылуда,  Австралиядағы 40 еріктіде клиникалық сынақтың I кезеңінен сәтті өткен  және қазір әлемнің 10 елінде клиникалық зерттеулердің II-III фазаларына дайындық жүріп жатыр. Айта кетеін жайт, бұл адъюванттың вакцинаның антигендік жүктемесін 400 есеге дейін төмендетуге мүмкіндігі бар.
Ұсынылған жобаның негізгі идеясы нанобөлшектерге негізделген антигендерді интраназальды жеткізудің екі озық технологиясын нанобөлшекті  және адъювантты Сpg55. 2 (TLR-9 антагонисті) біріктіру арқылы  қауіпсіз, тиімді және инъекциялық емес SARS-CoV-2 вакцинасын дайындаудың жаңа платформасын құру. Соңғы уақыттардағы жетістіктер вакцинациямен байланысты бірқатар проблемаларды (ауырсыну, қарама-қайшы инфекция, иненің зақымдануы, дозаланудың жеткіліксіздігі немесе артық болуы, шығындардың жоғарылауы және инеден қорқу) жоюға мүмкіндік береді.

Мақсаты
Жаңа қауіпсіз, иммуногенді және тиімді SARS-CoV-2 интраназальды нановакцина платформасын әзірлеу.

Күтілетін және қол жеткізілген нәтижелер:
1) SARS-CoV-2 вирусының S1/RBD рекомбинантты ақуыздарын жасау және жинау;
2) Вакцинаның тиімділігін бағалау үшін зертханалық жануарлардың  моделін ойластыру;
3)Интарназальды қолдануға арналған SARS-CoV-2 нановакцинасының қауіпсіз және тиімді формуляциясын алу;
4) SARS-CoV-2 нановакциналық формуляцияның сақтау және тасымалдау кезіндегі тұрақтылығын бағалау;
5) Зертханалық жануарлар моделінде SARS-CoV-2 вакцинасының иммунобиологиялық қасиеттерін зерттеу.
SARS-COV-2 вирусының  RBD  Спайк ақуызының  фрагменттерін кодтайтын гендері бар плазмидалар (pCMV3-2019-nCoV-RBD) алынды. Әрі қарай, бұл плазмида pFASTBac 1 векторына ауыстырылды. Содан кейін бакмидтік ДНҚ Bac-to-Bac ™️ Baculovirus Expression System (Gibco) көмегімен алынды. Алынған бакуловирус толық геномды NGS реттілігіне ұшырады. RBD протеинінің экспрессиясы өндірушінің хаттамасына (Gibco) сәйкес бакуловирустық жүйеде (Еxpisf ™ коммерциялық жинағы) орындалады. Алынған ақуыз ni-NTA колонкасында аффиндік хроматографиямен және хроматографиялық бағандарда гельдік фильтрация әдістерімен тазартылады. Тазартылған материалда ақуыздың болуы гельдік электрофорез (SDS-page) және Вестерн блоттинг арқылы анықталды. Зерттеулер нәтижесінде алынған рекомбинантты SARS-CoV-2 (2019-nCoV) Spike Protein (RBD) ақуызы 271 амин қышқылынан тұрады және шамамен 30,3 КДА молекулалық салмаққа ие. Ақуыздың тазалық дәрежесі 90% - дан асады, ал концентрациясы 10 мг-нан асады.
SARS-CoV-2 инфекциясының зертханалық моделі және оның сириялық хомяктардағы трансмиссиясы эксперименталды түрде жасалды, оны әзірленіп жатқан COVID-19 вакцинасының тиімділігін бағалау үшін пайдалануға болады.
Маннозамен конъюгацияланған хитозаннан (NARUVAX-C19 / Nano)нанобөлшектерге жүктелген рекомбинантты мономерлі RBD ақуызына негізделген суббірлік вакцина тышқандарда антигенге тән ІgА антиденелерінің және Тһ1 жасушалы иммундық жауаптардың 21 күндік аралықтан екі рет интраназальды иммундау кезінде пайда болуын, сондай-ақ сириялық хомяк үлгісіндегі SARS-CoV-2 (D614G) жабайы табиғаттағы инфекция түріненайтарлықтай қорғанысты қамтамасыз ететіні анықталды
Naruvax-C19/Nano вакцинасын ұзақ уақыт сақтау және тасымалдау үшін (кемінде 12 ай) ұсынылатын оңтайлы температура -20°С немесе +4°С, ал препаратты қысқа мерзімді тасымалдауды +22°С температурада, бірақ 7 тәуліктен аспайтын уақытта жүзеге асыруға болатындығы анықталды.
Naruvax-C19/Nano вакцинасының интраназальды екі рет иммундау режиміндегі алақоржынға вакцинадан кейінгі қорғаныс иммунитетінің  ұзақтығы 6 айды құрайды.
Naruvax-C19/Nano вакцинасы жаңа туған тышқандарда да, кәрі тышқандарда да екі рет интраназальды қолдану режимінде иммуногенділігі анықталды. Егілген жануарлардың сарысуындағы анти-RBD ІgА антиденелерінің түзілу деңгейі осындай бақылау топтарына қарағанда айтарлықтай жоғары болды. Айта кету керек, жаңа туған тышқандарда антиденелердің ІgА деңгейі шамалы болса да, кәрі тышқандарға қарағанда жоғары болды.
ҚР ДСМ Дәрілік заттар мен медициналық бұйымдарды сараптау ұлттық орталығының (реттеуші орган) GLP зертханасының базасында әзірленген Naruvax-C19/Nano вакцинасының қауіпсіздігіне клиникаға дейінгі зерттеу (жоба бойынша қосымша жұмыс) жүргізілді. Naruvax-C19/Nano вакцинасы ағзаға улы әсер етпейтіні, жақсы төзімділігі және зертханалық жануарларға, соның ішінде жүкті жануарларға жүргізілген сынақтарда аллергиялық әсер етпейтіні көрсетілген.

Жарияланымдар мен патенттер тізімі
Жүргізілген зерттеулердің нәтижелері бойынша Web of Science (WoS) және Scopus (NPJ Vaccines, if-9.2, WoS-Q1, Scopus-95%; Human Vaccines & Immunotherapeutics, IF-4.8, WoS-Q1, Scopus-68%, Scientific Reports, IF-4.6, WoS-Q2, Scopus-92%) индекстейтін рецензияланатын халықаралық ғылыми басылымдарда 3 (үш) мақала жарияланды; , өнертабысқа 2 (екі) ұлттық патент алынды және патентке 1 (бір) халықаралық өтінім берілді:
1. Tabynov K, Turebekov N, Babayeva M, Fomin G, Yerubayev T, Yespolov T, Li L, Renukaradhya GJ, Petrovsky N, Tabynov K. An adjuvanted subunit SARS-CoV-2 spike protein vaccine provides protection against Covid-19 infection and transmission. NPJ Vaccines. 2022 Feb 23;7(1):24. doi: 10.1038/s41541-022-00450-8.
https://www.nature.com/articles/s41541-022-00450-8
2. Tabynov K, Solomadin M, Turebekov N, Babayeva M, Fomin G, Yadagiri G, Renu S, Yerubayev T, Petrovsky N, Renukaradhya GJ, Tabynov K. An intranasal vaccine comprising SARS-CoV-2 spike receptor-binding domain protein entrapped in mannose-conjugated chitosan nanoparticle provides protection in hamsters. Sci Rep. 2023 Jul 26;13(1):12115. doi: 10.1038/s41598-023-39402-0.
https://www.nature.com/articles/s41598-023-39402-0
3. Solomadin M, Tabynov K, Petrovsky N, Tabynov K. Evaluation of a SARS-CoV-2 spike protein ectodomain subunit vaccine with a squalene emulsion adjuvant in rodents and rhesus macaques. Hum Vaccin Immunother. 2023 Aug;19(2):2258571. doi: 10.1080/21645515.2023.2258571.
https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/21645515.2023.2258571
4. Штамм hCoV-19/Kazakhstan/KazNAU-NSCEDI-481/2020 KKZI KA-294 вируса SARS-CoV-2, порядка Nidovirales семейства Coronaviridae рода Betacoronavirus вида Coronavirus клайда G, предназначенный для приготовления и тестирования иммунобиологических препаратов и определения противовирусной активности различных субстанций in vitro и in vivo. Патент на изобретение №34974 от 26 марта 2021 г.
https://gosreestr.kazpatent.kz/Invention/DownLoadFilePdf?patentId=337209&lang=ru
5. Ассоциация штаммов hCoV-19/Kazakhstan/KazNAU-NSCEDI-4635/2020 (Wuhan variant), hCoV-19/Kazakhstan/KazNAU-NSCEDI-Kaissar/2021 (Alpha variant), hCoV-19/Kazakhstan/KazNARU-NSCEDI-5526/2021 (Delta variant) вируса SARSCoV-2, предназначенная для приготовления и тестирования средств специфической профилактики, терапии, диагностики и дезинфекции в условиях in vitro и in vivo. Патент на изобретение № 35884 от 07 октября 2022 г.
https://gosreestr.kazpatent.kz/Invention/DownLoadFilePdf?patentId=359042&lang=ru
6. Международная заявка на патент WO/2023/159082 от 24.08.2023 «Nanotechnology based intranasal COVID-19 vaccine comprising chitosan», Inventors: GOURAPURA, Renukaradhya J.; YADAGIRI, Ganesh; KENNEY, Scott; SCHROCK, Jennifer; BOLEY, Patricia; TABYNOV, Kaissar; TABYNOV, Kairat; YESPOLOV, Tlektes. Applicants: Ohio State Innovation Foundation (US), Kazakh National Agrarian Research University (KZ). Опубликована в Derwent Innovations Index (WoS) под названием «Composition used to elicit or enhance an immune response to severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, comprises severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 antigen associated with a nanoparticle».
https://patentscope.wipo.int/search/en/detail.jsf?docId=WO2023159082&_gid=202334

Әлеуетті пайдаланушыларға арналған ақпарат
Иммуногендік және тиімділік зерттеулерінің, сондай-ақ зертханалық жануарларда әзірленген Naruvax-C19/Nano вакцинасының қауіпсіздігін клиникаға дейінгі бағалаудың жігерлендіретін нәтижелері оны тәжірибелік-конструкторлық жұмыстар мен адамдардағы клиникалық сынақ сатысында шығуға ұсынуға мүмкіндік береді. Әзірленген платформа болашақта спецификалық профилактика және басқа инфекциялар үшін қолданылуы мүмкін.

Зерттеу тобының мүшелері
Табынов Кайрат
Ғылыми дәрежесі: PhD, қауымдастырылған профессор
Scopus Author ID: 57295358600
Researcher ID: N-8761-2017
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-9411-7952

Туребеков Н.А.
Ғылыми дәрежесі: PhD
Scopus Author ID: 57195575537
Researcher ID: AAZ-2754-2020
ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6826-2611

Белоусов В.Ю.
Ғылыми дәрежесі: биология ғылымдарының кандидаты
Scopus Author ID: 58030218400
Researcher ID: HJS-1618-2023

Соломандин М.В.
Scopus Author ID: 57996655100
Researcher ID: IAE-8952-2023

Орынбасар М.Б.
Scopus Author ID: 57563473400
Researcher ID: FPZ-6475-2022

Ельчибаева Л.С.
Ғылыми дәрежесі: ветеринария магистрі
Scopus Author ID: 57563224400
Researcher ID: EGQ-1571-2022

Байланыстар