ИСТИНА

В случае перехода COVID-19 в разряд сезонных заболеваний население всего мира будет нуждаться в периодической вакцинации сезонными вариантами антикоронавирусных вакцин. Поэтому разработка новых вариантов высокоэффективных, безопасных и дешевых вакцин является чрезвычайно актуальной задачей. Одним из перспективных современных подходов является разработка эпитопных вакцин на основе формирующих наночастицы гибридных белков. У этих вакцин нет недостатков, характерных для живых вакцин (реверсия патогенных свойств, остаточная вирулентность, неполная инактивация и т.п.). Они отличаются высокой степенью стандартности, обладают слабой реактогенностью, безопасны, при иммунизации такими вакцинами можно избежать развития аутоиммунных процессов, а при использовании доминантных пептидов можно получить вакцины против возбудителей с высокой степенью изменчивости. Наработка белков микробиологическим синтезом является дешевой альтернативой получения белков синтезом в клетках эукариот. Основой успешного функционирования такого рода вакцин является правильный подбор эпитопов – участков поверхности белков, в данном случае – S-белка вируса SARS-CoV-2, способных эффективно индуцировать образование вируснейтрализующих антител. Анализ пространственных структур комплексов S-белка SARS-CoV-2 с нейтрализующими антителами позволил отобрать 8 эпитопов, четыре из которых в S-белке представлены петлеобразными структурами со сближенными N- и C-концами. Два эпитопа представляют собой два сближенных в структуре белка участка из антипараллельных тяжей β-листа, расположенных на линейной последовательности белка достаточно далеко друг от друга. Еще два – короткие α-спиральные эпитопы. Для воспроизведения конформации эпитопов, близкой к природной, необходимо закрепить вблизи друг друга концы петлеобразных эпитопов. В случае участков антипараллельных тяжей необходимо также пространственно сблизить N- и C-концы и вместо длинной промежуточной последовательности, не взаимодействующей с антителами, вставить короткий гибкий спейсер такой длины, чтобы он обеспечивал возможность образования между двумя тяжами системы характерных для бета-листов водородных связей. Для α-спиральных эпитопов необходимо обеспечить их правильное экспонирование в пространстве. В качестве каркаса для фиксации вторичной структуры эпитопов был выбран белок Rop ColE1 из ColE1 плазмиды Escherichia coli длиной 50 а.о., в котором присутствует структурный мотив спираль – поворот – спираль. Достаточно длинные антипараллельные α-спирали обеспечивают жесткую фиксацию начала и конца поворота. Все три вида отобранных конформационных эпитопов – петлеобразные, состоящие из антипараллельных β-тяжей и α-спиральные – вставляли в область поворота (с заменой его а.о.), при этом для вставки α-спиральных участков использовали дополнительные гибкие спейсеры. Гибридную конструкцию из Rop ColE1 белка и конформационного эпитопа присоединяли к N-концу альдолазы из Termotoga sp., длиной 200 а.о., способной самопроизвольно с высокой константой связывания образовывать тример. При отборе эпитопов необходимыми условиями было отсутствие в них участков гликозилирования и вариабельных аминокислотных остатков. Все генетические конструкции хорошо экспрессировались в E. coli, белки выделяли в высокоочищенном виде. Полученными белками иммунизировали мышей. 6 из 8 иммунных сывороток в высоком титре (>104) взаимодействовали в ИФА c инактивированным вирусом SARS-CoV-2 и его рецептор- связывающим доменом. Дальнейшая иммунологическая характеристика, оценка вируснейтрализующего эффекта и возможности развития антитело-зависимого усиления инфекции, а также подбор адъювантов и оптимизация схемы иммунизации позволят разработать вакцинную композицию и перейти к доклиническим исследованиям эпитопной вакцины.