Активация короткими синтетическими пептидами лейкоцитов in vitro как этап создания лечебно-профилактических вакцин против COVID-19

Опыт борьбы с пандемиями убедительно показывает, что вакцинация населения всех категорий должна быть приоритетной задачей государства. При выборе платформы для производства вакцин следует акценти­ровать внимание на том, чтобы при минимальных затратах получить оптимальный эффект. Для достижения этих целей возможно использование пептидной вакцины или вакцины на платформе белка. Также привлекательной пер­спективой будет использование пероральных и интраназальных вакцин, что обусловлено простотой их применения для разных групп населения. Кроме того, сформированный ими иммунитет не уступает таковому при применении вакцин для внутримышечного введения.

В данной работе исследованы синтетические пептиды, представляющие собой фрагменты поверхностного бел­ ка SARS-CoV-2. Пептиды получены методом классического пептидного синтеза, причем пептид № 1 (Lys-Ile-AlaAsp-Tyr-Asn-Tyr-Lys-Leu) является иммунодоминантным для HLA-A02:01 фенотипа, отличающегося низкой расчет­ ной концентрацией полумаксимального ингибирования. Пептид № 2 (Val-Arg-Gln-Ala-Pro-Asn-Gly-Gln-Thr) выбран в качестве контроля и не является иммунодоминантным для HLA-A02:01 фенотипа, имеющего высокую расчетную концентрацию полумаксимального ингибирования (IC₅₀).

Проведено анкетирование 80 и обследование 78 добровольцев. Исследование показателей клеточного иммуни­тета проводили с помощью проточного цитометра Cytomics FC 500, уровня гамма-интерферона (ИФН-γ) ‒ с помо­щью иммуноферментного анализа. Полученные данные обрабатывали с использованием программы Statistica 10. В результате работы апробирован новый метод, позволяющий оценивать активацию синтетическими пептидами лейкоцитов крови. Вне зависимости от HLA-A фенотипа обследуемых пептиды могли связываться с лейкоцитами, что свидетельствует об универсальности реакций на чужеродные пептиды, особенно клеток врожденного иммуни­тета. Пептид № 2 с высокой расчетной IC₅₀ по сравнению с пептидом № 1 с низкой расчетной IC₅₀ продемонстриро­вал достоверно большую связь с лимфоцитами и моноцитами, активацию базофилов. Использование в этой работе пептидов показало, что последние взаимодействуют с лейкоцитами, активируют их посредством секреции ИФН-γ. Таким образом, нами продемонстрирован подход к созданию пептидной вакцины на этапе исследований in vitro, а по увеличению уровня ИФН-γ изучен противовирусный ответ.

1. COVID-19 vaccine tracker: COVID-19 Landscape of novel coronavirus candidate vaccine development worldwide [Electronic resource]. – Mode of access: https://www.who.int/publications/m/item/draft-landscape-of-covid-19-candidatevaccines. – Date of access: 09.10.2022.

2. COVID-19 vaccine tracker [Electronic resource]. – Mode of access: https://covid19.trackvaccines.org. – Date of access: 29.11.2022.

3. A global database of COVID-19 vaccinations / E. Mathieu [et al.] // Nat. Human Behav. – 2021. – Vol. 5, N 7. – P. 947–953. https://doi.org/10.1038/s41562-021-01122-8

4. Pollard, A. J. A guide to vaccinology: from basic principles to new developments / A. J. Pollard, E. M. Bijker // Nat. Rev. Immunol. – 2021. – Vol. 21, N 2. – P. 83–100. https://doi.org/10.1038/s41577-020-00479-7

5. Park, J. H. Delivery routes for COVID-19 vaccines / J. H. Park, H. K. Lee // Vaccines. – 2021. – Vol. 9, N 5. – P. 524. https://doi.org/10.3390/vaccines9050524

6. Developing an effective peptide-based vaccine for COVID-19: Preliminary studies in mice models / H. Yang [et al.] // Viruses. – 2022. – Vol. 14, N 3. – P. 449. https://doi.org/10.3390/v14030449

7. A comprehensive review of the protein subunit vaccines against COVID-19 / M. Heidary [et al.] // Front. Microbiol. – 2022. – Vol. 13. – Art. 927306. https://doi.org/10.3389/fmicb.2022.927306

8. Contemporary COVID-19 vaccines: The science and marketing / S. Chiplunkar [et al.] // J. Young Pharmacists. – 2022. – Vol. 14, N 2. – P. 133–139.

9. Triccas, J. A. Affordable SARS-CoV-2 protein vaccines for the pandemic endgame / J. A. Triccas, J. Kint, F. M. Wurm // NPJ Vaccines. – 2022. – Vol. 7, N 1. – P. 1–2.

10. The many faces of innate immunity in SARS-CoV-2 infection / N. Hanan [et al.] // Vaccines. – 2021. – Vol. 9, N 6. – Art. 596. https://doi.org/10.3390/vaccines9060596

11. Effect of COVID-19 peptides on leukocytes / О. V. Gribovskaya [et al.] // VII International сonference on “Chemistry, structure and function of biomolecules”, Minsk, November 23‒25, 2021 : book of abstracts / ed.: A. V. Lapko, N. B. Khripach, A. B. Sachanka. – Minsk, 2021. ‒ P. 87‒88.

12. Hermiston, M. L. CD45+: a critical regulator of signaling thresholds in immune cells / M. L. Hermiston, Z. Xu, A. Weiss// Annu.Rev.Immunol. – 2003. – Vol. 21, N 1. – P. 107–137. https://doi.org/10.1146/annurev.immunol.21.120601.140946

13. Sancho, D. CD69 is an immunoregulatory molecule induced following activation / D. Sancho, M. Gómez, F. Sánchez– Madrid // Trends Immunol. – 2005. – Vol. 26, N 3. – P. 136–140. https://doi.org/10.1016/j.it.2004.12.006

14. Structural basis for nucleotide recognition by the ectoenzyme CD 203c / A. Gorelik [et al.] // FEBS J. – 2018. – Vol. 285, N 13. – P. 2481–2494. https://doi.org/10.1111/febs.14489

15. Pols, M. S. Trafficking and function of the tetraspanin CD63 / M. S. Pols, J. Klumperman // Exp. Cell Res. – 2009. – Vol. 315, N 9. – P. 1584–1592. https://doi.org/10.1016/j.yexcr.2008.09.020

16. Interferon-γ release assay for accurate detection of severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 T-cell response / K. Murugesan [et al.] // Clin. Infect. Dis. – 2021. – Vol. 73, N 9. – P. 3130–3132. https://doi.org/10.1093/cid/ciaa1537

17. Accuracy of QuantiFERON SARS-CoV-2 research use only assay and characterization of the CD4+ and CD8+ T cellSARS-CoV-2 response: comparison with a homemade interferon-γ release assay / A. Aiello [et al.] // Int. J. Infect. Dis. – 2022. – Vol. 122. – P. 841–849. https://doi.org/10.1016/j.ijid.2022.07.049

18. Todorović-Raković, N. Between immunomodulation and immunotolerance: The role of IFNγ in SARS-CoV-2 disease / N. Todorović-Raković, J. R. Whitfield // Cytokine. – 2021. – Vol. 146. – Art. 155637. https://doi.org/10.1016/j.cyto.2021.155637

19. Designing a SARS-COV-2 T-cell-inducing vaccine for high-risk patient groups / H. G. Rammensee [et al.] // Vaccines. – 2021. – Vol. 9, N 5. – P. 428. https://doi.org/10.3390/vaccines9050428

20. Peptide candidates for the development of therapeutics and vaccines against β-coronavirus infection / R. Chourasia [et al.] // Bioengineered. – 2022. – Vol. 13, N 4. – P. 9435–9454. https://doi.org/10.1080/21655979.2022.206045+3

21. Cid, R. Platforms for production of protein-based vaccines: from classical to next-generation strategies / R. Cid, J. Bolívar // Biomolecules. – 2021. – Vol. 11, N 8. – P. 1072–1105. https://doi.org/10.3390/biom11081072