Иммунизация мышей S-белком коронавируса, почти лишенным гликанов, оказалась высокоэффективной

Спайк-белок коронавируса содержит 22 N-связанных и по крайней мере два O-связанных сайта гликозилирования на мономер. Эти сайты важны для сворачивания S-белка и облегчают его связывание с рецептором. А еще они помогают вирусу уходить от иммунного ответа: гликаны закрывают консервативные эпитопы.

В новой работе ученые из Тайваня показали важную роль общего и сайт-специфичного гликозилирования S-белка. После чего они предположили, что, обнажив консервативные эпитопы, смогут добиться лучшего иммунного ответа.

Сначала авторы получили S-белок, среди остатков сахаров которого преобладала манноза (S_HM). Затем они обрезали гликаны с помощью эндогликозидазы H до одного N-ацетилглюкозамина (GlcNAc) на каждом сайте. Получился растворимый тример (mono-GlcNAc-decorated S protein), который обозначили как S_MG. Консервативные эпитопы в таком белке должны быть доступны антителам.

Модифицированный белок смешивали с гидроксидом алюминия в качестве адъюванта и затем использовали для иммунизации мышей линии BALB/c путем внутримышечной инъекции. S_MG индуцировал лучший гуморальный иммунный ответ после второй дозы по сравнению с иммунизацией полностью гликозилированным S-белком (S_FG). В случае с белком, лишенным гликанов, титр антител IgG против S-белка был в 1,44 раза выше, а нейтрализующая активность — в 3,6 раза выше.

Клеточный иммунный ответ после введения S_MG также был сильнее. Ученые проанализировали титры различных подтипов IgG и выработку IFN-γ или IL-4 фолликулярными Т-хелперами (Tfh). Они показали, что S_MG индуцирует больше IgG2a — маркеров Th1. Кроме того, S_MG вызывала более сбалансированный Th1/Th2-ответ и большее количество клеток Tfh, экспрессирующих IFN-γ, по сравнению с S_FG. Мыши, иммунизированные S_MG, также вырабатывали больше продуцирующих гранзим B CD8+ T-клеток и специфичных к S-белку В-клеток.

Также исследователи привили белками S_MG и S_FG мышей, экспрессирующих человеческий ACE2, а потом заразили их SARS-CoV-2 дикого типа. Через неделю после инфицирования вирус не обнаруживали в легких обеих групп привитых мышей, а у контрольной группы вирусный титр был высоким. Через 14 дней выжило 75% мышей, вакцинированных S_MG, и только 50% вакцинированных S_FG.

Когда мышей заразили штаммом альфа, выжило 100% мышей, иммунизированных S_MG. В случае с штаммами гамма и дельта выживаемость составила 60% и 75%. В то же время меньше 50% мышей, иммунизированных S_FG, выжило в двух последних группах.

Кроме того, из В-клеток мышей, иммунизированных S_MG, получили нейтрализующее моноклональное антитело m31A7, которое нейтрализует множество вариантов коронавируса, включая дельту.

Авторы считают, что удаление гликановых «щитов» для лучшего выявления консервативных последовательностей может быть эффективным и простым подходом к разработке вакцины против SARS-CoV-2.