Redakcija: pētniecība, izstrāde un klīniskie izmēģinājumi uz peptīdiem balstītām vakcīnām

Kopš baku izskaušanas līdz globālajai reakcijai uz COVID{0}} pandēmiju, vakcīnas kopš 18. gadsimta ir bijušas stūrakmens cīņā pret cilvēku un mājlopu infekcijas slimībām (1). Lai gan maz ticams, ka vakcīnas pret COVID-19 izskaustu slimību tā, kā to izdarīja vakcīna pret bakām, tās ir izrādījušās ļoti efektīvas nāves un hospitalizācijas novēršanā, sniedzot milzīgus sociālos un ekonomiskos ieguvumus (2). Pašlaik tiek ieguldīts ievērojams pētniecības darbs, lai balstītos uz profilaktisko vakcīnu panākumiem infekcijas slimību kontrolē, izstrādājot terapeitiskas vakcīnas pret hroniskām slimībām, piemēram, iekaisumu un vēzi. Šīs pieejas ir balstītas uz pazeminātu vai augšupregulējošu imūnreakciju attiecīgi iekaisuma slimību un vēža ārstēšanai, pārdomāti izvēloties epitopus, adjuvantus un imūnsistēmas parādīšanas veidu. Lai gan šādas terapeitiskās vakcīnas ir parādījušas zināmu agrīnu solījumu, komerciāli pieejami produkti vēl nav pieejami.

Noklikšķiniet uz cistanche ieguvumiem veselībai

Tiek izmantotas vai tiek izstrādātas sešas vakcīnu kategorijas: dzīvās novājinātās vakcīnas, inaktivētas vakcīnas, apakšvienību vakcīnas, toksoīdu vakcīnas, vīrusu vektoru vakcīnas un nukleīnskābju (DNS vai RNS) vakcīnas (3). Katrā gadījumā ir vairāki cilvēku lietošanai apstiprinātu vakcīnu piemēri. Neskatoties uz dažādajiem antigēnās kravas piegādes veidiem šajās sešās klasēs, to kopējais mērķis ir stimulēt vienu vai visus no šiem imūnreakciju veidiem: 1) iedzimta imunitāte, 2) antivielu (humorālā) imunitāte un 3) T šūnas. imunitāte.

Vakcīnas, kuru pamatā ir peptīdi, ir īpašs apakšvienību vakcīnu veids, ko parasti raksturo koncentrēšanās uz īsām sekvencēm, kas ietver atsevišķus epitopus, ko parasti ražo ķīmiskās sintēzes ceļā. Peptīdu vakcīnām ir vairākas priekšrocības, tostarp labāk definētas un specifiskākas imūnās atbildes; labs drošības profils; vienkārša ražošana un salīdzinoši ātra zāļu izstrāde (4). Turklāt peptīdu vakcīnu sekvences var pārvērst nukleīnskābēs, tāpēc tās var viegli pārvērst par nukleīna vakcīnām vai uz vektoru balstītām vakcīnām. Lai padarītu peptīdu vakcīnas efektīvākas un piemērotas rūpnieciskai ražošanai, papildus viena epitopa un ķīmiskajai sintēzei tiek piedāvātas jaunas uz peptīdu bāzes veidotas vakcīnas, piemēram, sintētiskās garās peptīdu vakcīnas un rekombinantās pārklāšanās peptīdu vakcīnas (5–7).

Šajā vienpadsmit rakstu krājumā Imunoloģijas robežām ar nosaukumu "Pētījumi, izstrāde un klīniskie izmēģinājumi uz peptīdiem balstītām vakcīnām" mēs aptveram galvenos peptīdu vakcīnu izstrādes aspektus, tostarp epitopu atlasi un vakcīnas dizainu, konjugācijas metodes un adjuvantus, līdzsvaru starp antivielām un T šūnu imunitāte un klīnisko pētījumu plānošana.

PEPTĪDU VAKCĪNU IZSTRĀDE UN EPITOPU IZMANTOŠANA

Peptīdu vakcīnu izstrādes galvenais sākumpunkts ir to epitopu izvēle, kas stimulē humorālo un/vai T-šūnu imunitāti. Ir vairāki veidi, kā identificēt epitopus.

Sintētiskie peptīdi, kas pārklājas

Jiang et al. kā skrīninga bibliotēku izmantoja pārklājošus sintētiskos peptīdus, kas aptver mērķa secību. Šajā gadījumā viņi ieguva antiserumus no SARS-CoV-2 receptoru saistošā domēna (RBD) imunizētām cūkām vai pelēm. Antiserumus inkubēja ar pārklājošiem peptīdiem, kas pārklāja URB, lai identificētu tos, kuriem ir B šūnu epitopi. Pēc tam autori parādīja, ka šie peptīdi paši par sevi ir imunogēni un spēj stimulēt neitralizējošās antivielas. Tomēr acīmredzams brīdinājums šīs pārklājošās peptīdu pieejas izmantošanā ir tāds, ka tajā tiks izlaisti nesecīgi konformācijas epitopi, kuriem var būt svarīga loma mērķu neitralizācijā (8).

Datora algoritms/datu bāze

Epitopus var paredzēt, izmantojot datoru programmatūru. Gongs u.c. izvēlējās savus potenciālos HLA-DR1 ierobežotos, uz TB mērķētos T šūnu epitopus no imūno epitopu datu bāzes (IEDB, https://www.iedb.org/), kurus pēc tam apstiprināja, izmantojot ELISPOT testu. Tā vietā, lai izmantotu apvienotos peptīdus kā vakcīnu, viņi radīja rekombinantu poliepitopu, kurā attiecīgie peptīdi tika savienoti, izmantojot elastīgu saiti (GGGGS). Humanizētām pelēm poliepitopu vakcīna radīja spēcīgu šūnu imunitāti, kas pasargāja peles no TB infekcijas. Acīmredzamā priekšrocība, saistot epitopus šādā veidā (salīdzinot ar apvienoto peptīdu izmantošanu), ir tikai viens produkts, kas ievērojami vienkāršo kvalitātes kontroli ražošanas laikā un atbilstību normatīvajiem aktiem.

Neoantigēni: sekvencēšana un datora algoritms

Vēža terapeitiskās vakcīnas ir atkarīgas no audzējam specifisku neoantigēnu identificēšanas, kurus var mērķēt ar uz peptīdu balstītām vakcīnām. Chen et al. apvienoja nākamās paaudzes sekvencēšanu (NGS) ar bioinformātiku un epitopu prognozēšanas algoritmiem, lai izstrādātu personalizētas peptīdu vakcīnas. Šādi izstrādātas vakcīnas ir pārbaudītas septiņiem aizkuņģa dziedzera vēža pacientiem ar daudzsološiem rezultātiem (skatīt klīnisko pētījumu sadaļu zemāk).

Pārstrādāti patogēni

Jaunu epitopu kartēšanas pieeju apraksta D'haeseleer et al. Autori ieguva antiserumus no pelēm, kuras bija imunizētas ar patogēnu. Antiserumi tika konjugēti lodītes, kuras tika inkubētas ar tripsinizētu patogēnu kā peptīdu bibliotēku. Pēc tam lodītes aizturētie peptīdi tika eluēti un identificēti ar masas spektroskopiju. Viņi apstiprināja epitopus, kas šādā veidā identificēti diviem baktēriju patogēniem (Francisella tularensis un Burkholderia pseudomallei) un parādīja, ka tie ir imunogēni. Interesanti, ka viņi salīdzināja savu pieeju ar datorizētu epitopu kartēšanu un atklāja, ka tā ir efektīvāka eksperimentāli apstiprinātu epitopu identificēšanā, lai gan daži datorizēti epitopi sniedza augstākus in-silico punktus. Tomēr nepieciešamais pieejas ierobežojums ir tāds, ka tajā netiks izmantoti epitopi, kuriem ir triptiskā šķelšanās vieta.

Rekombinantie pārklājošie peptīdi

Džans et al. izmantoja rekombinantos pārklājošos peptīdus (ROP) no cilvēka papilomas vīrusa (HPV) 16 E7 tipa (ROP-HPV16-E7) kā T šūnu stimulējošu līdzekli. Peptīdi, kas pārklājas, izvairās no robežproblēmas, un tāpēc tiem ir jāsatur visi iespējamie T-šūnu epitopi dažādiem MHC fenotipiem. Rezultātā tie izlaidīgi stimulē plašu T-šūnu imunitāti. Tā kā ROP ir izgatavots kā viens proteīna produkts E.coli, tie gūst labumu no vienkārša ražošanas procesa un piedāvā salīdzinoši vienkāršu ceļu no preklīniskās izstrādes līdz regulatīvai apstiprināšanai.

PEPTĪDU VAKCĪNU KONJUGĀCIJA UN ADJUVANTS

Papildus epitopiem, kas spēj stimulēt B šūnas, CD4 plus un CD8 plus T šūnas, peptīdu vakcīnām ir nepieciešami spēcīgi adjuvanti, lai stimulētu iedzimto imunitāti. Rossi et al. aprakstiet rezultātus ar vakcīnām, kuru pamatā ir šūnās iekļūstošie peptīdi, kas satur HPV vai ovalbumīna (OVA) T šūnu epitopus, kas apvienoti ar gamma interferona gēna agonista (STINGa) stimulatoru kā adjuvantu, lai izraisītu spēcīgu iedzimtu iekaisuma reakciju. Šī stratēģija stimulēja gan CD8 plus, gan Th1 CD4 plus T šūnu reakcijas, vienlaikus kavējot Treg reakciju. Vakcīna bija efektīva, lai pagarinātu dzīvildzi pelēm, kas inokulētas ar TC-1 audzēju.

Calzas et al. aprakstiet vakcīnas formulu, kas satur vājus, bet konservētus gripas vīrusa antigēnus apvienojumā ar nanogredzenu, kas satur elpceļu sincitiālā vīrusa elementus. Šī "nanorēšana" stimulē iedzimto imunitāti - iespējams, izmantojot TLR5. Vakcīnu ievada caur gļotādu un izraisa spēcīgas humorālās un šūnu imūnās atbildes reakcijas. Vakcīna aizsargāja peles (bet ne vistas) no vīrusu izraisītām problēmām.

PEPTĪDU VAKCĪNU KLĪNISKIE PĒTĪJUMI

Trīs no iepriekš minētajiem rakstiem bija saistīti ar klīniskiem pētījumiem. Divi no tiem attiecās uz HPV infekciju, un abi parāda T šūnu imunitātes nozīmi atveseļošanā un vīrusu klīrensā. Shibata et al. detalizēti aprakstiet vienu gadījumu, kas izriet no viņu peptīdu vakcīnas (PepCan) I fāzes klīniskā pētījuma. Pacients, kuram bija augstas pakāpes dzemdes kakla plakanšūnu intraepitēlija bojājums, saņēma četras peptīdu vakcīnas devas ar 4-nedēļas intervālu. Kamēr Treg un Th2 citokīnu līmenis nemainījās, Th1 citokīnu līmenis tika ievērojami paaugstināts. Divpadsmit nedēļās (novērošanas beigās) intraepiteliālais bojājums bija pilnībā izzudis, iespējams, šīs pastiprinātās T-šūnu atbildes reakcijas dēļ. Turklāt, izmantojot vienas šūnas sekvencēšanu, autori parādīja specifisku CD3 plus T šūnu klonu paplašināšanos sistēmiski un bojājuma vietā.

Otrajā ar HPV saistītajā klīniskajā kohortas pētījumā Zhang et al. 12 mēnešus novēroja 131 HPV16-inficētu pacientu un konstatēja, ka HPV specifiskā T-šūnu imunitāte ir svarīga vīrusa izvadīšanai.

Galīgajā klīniskā pētījuma ziņojumā Chen et al. pētīja uz neoantigēnu balstītas vakcīnas drošību un imunogenitāti septiņiem aizkuņģa dziedzera vēža pacientiem. Autori parādīja, ka vakcīna bija droša un izraisīja gan CD4 plus, gan CD8 plus T šūnu reakcijas. Viens pacients, kuram bija ievērojama reaktīva T šūnu klona paplašināšanās, izdzīvoja 21 mēnesi, kas ir ievērojami vairāk nekā paredzamais 6-mēneša vidējais rādītājs pacientiem ar šo slimības stadiju.

SECINĀJUMS

Vakcīnas pret infekcijas slimībām līdz šim ir izrādījušās daudz veiksmīgākas nekā vakcīnas pret vēzi, galvenokārt tāpēc, ka patogēni nav paši un tiem ir daudz lielāks imunoloģiskais mērķis, kas stimulē spēcīgu iedzimtu, humorālu un šūnu imunitāti. Tomēr ir panākts ievērojams progress tādu antigēnu identificēšanā, kas nav sveši patogēni, piemēram, neoantigēni un ar audzēju saistītie antigēni (TAA), kurus var izmantot ar vakcīnu tehnoloģiju, jo īpaši izmantojot peptīdu vakcīnas. Šie sasniegumi kopā ar jaunākajiem sasniegumiem IO aģentu klīniskajā pielietojumā piedāvā personalizētas kombinētās terapijas izredzes, kas varētu būt pārveidojošas daudzu vēža veidu ārstēšanā.

Ņemiet vērā, ka pētnieciskie raksti, kas apkopoti par šo pētniecības tēmu, lielā mērā ir vērsti uz peptīdu vakcīnu izstrādi. Peptīdu vakcīnu, jo īpaši vēža peptīdu vakcīnu, robežas perspektīvu skatiet Stephens et al pārskata rakstā.

AUTORU IEGULDĪJUMI

SJ, MG un XNX izstrādāja šo rakstu. Visi autori piedalījās raksta tapšanā un apstiprināja iesniegto versiju.

FINANSĒJUMS

Innovate UK fondi SJ, grantu numuri 104992 un 133783, kā arī dotācijas no CBI un Oxford Vacmedix UK, Ltd. MG atbalsta Ķīnas Nacionālā dabaszinātņu finansēšanas programma (81771221, 81870967 un 82071384). Finansētāji nebija iesaistīti pētījuma izstrādē, apkopošanā, analīzē, datu interpretācijā, šī raksta tapšanā vai lēmumā par tā iesniegšanu publicēšanai.

Interešu konflikts:

SJ un XNX ir Oxford Vacmedix UK Ltd dibinātāji vai konsultanti, kas izstrādā uz peptīdu bāzes izgatavotas vakcīnas.

Pārējais autors paziņo, ka pētījums tika veikts, nepastāvot komerciālām vai finansiālām attiecībām, kuras varētu uzskatīt par potenciālu interešu konfliktu.

Izdevēja piezīme:

Visas šajā rakstā izteiktās pretenzijas ir tikai autoru pretenzijas, un tās ne vienmēr atspoguļo viņu saistīto organizāciju vai izdevēja, redaktoru un recenzentu apgalvojumus. Jebkurš produkts, kas var tikt novērtēts šajā rakstā, vai apgalvojums, ko var iesniegt tā ražotājs, nav garantēts vai apstiprināts no izdevējs.

For more information:1950477648nn@gmail.com