Sicherheits- und Immunogenitätsstudie zur Multi-Peptid-Impfung zur Vorbeugung einer COVID-19-Infektion bei Erwachsenen (pVAC)

SARS-CoV-2-Peptid-Impfstoff Das Ziel dieser Studie ist die Untersuchung der Sicherheit und Immunogenität eines Peptid-Impfstoffs, der aus SARS-CoV-2-spezifischen HLA-Klasse-II-Peptiden besteht, bei Freiwilligen ohne vorherige oder aktuelle SARS-CoV-2-Infektion.

Die Identifizierung und Charakterisierung von T-Zell-Epitopen ist eine langjährige und beispiellose Expertise der Abteilung für Immunologie. Dieser einzigartige Ansatz basiert auf i) der Vorhersage von HLA-Bindungssequenzen für HLA-Klasse-I- und -Klasse-II-Allele unter Verwendung des weltweit ersten Vorhersage-Tools (www.syfpeithi.de) und neuerer, verfeinerter Methoden, die alle auf SYFPEITHI (Datenbank für MHC Liganden), ii) die Identifizierung natürlich präsentierter HLA-Klasse-I- und -Klasse-II-Liganden, iii) die Synthese synthetischer Peptide und iv) die Charakterisierung von T-Zell-Epitopen und peptidspezifischen Differenzierungsclustern (CD)4+ und CD8+ T-Zell-Antworten. Diese Strategie wurde in den letzten Jahren erfolgreich angewendet, um T-Zell-Epitope zu definieren und zu charakterisieren, die von verschiedenen Viren wie Cytomegalovirus (CMV), Epstein-Barr-Virus (EBV), Adenovirus (ADV) und Influenza stammen, sowie tumorassoziierte Antigene von verschiedene solide und hämatologische Malignome.

Basierend auf dieser Arbeit wurden die Ergebnisse in Studien zur therapeutischen Impfung und zum T-Zelltransfer bei Krebspatienten (z. NCT02802943) und Virusinfektionen. Möglich wird diese direkte Übersetzung durch das Wirkstoffpeptidlabor (Prof. Dr. rer. Nat. Stefan Stevanović) der Abteilung für Immunologie und der Good Manufacturing Practice (GMP)-Einrichtung für individualisierte Arzneimittel am Universitätsklinikum Tübingen sowie unsere Immunmonitoring-Plattform, die mit modernsten, validierten T-Zell-Assays und -Methoden ausgestattet ist.

Die vorhandene Erfahrung und Logistik kann direkt für die Behandlung und Prävention der COVID-19-Erkrankung genutzt werden. In Vorarbeiten für diese Studie wurden CD4+ T-Zell-Epitope bereits in einer großen Kohorte von SARS-CoV-2-infizierten Spendern charakterisiert, was ihre hohe Relevanz im natürlichen Verlauf von COVID-19 validiert. Der Impfcocktail in der Studie wird aus acht promiskuitiven HLA-Klasse-II-Peptiden aus den verschiedenen Proteinen des SARS-CoV-2-Virus bestehen, von denen vorhergesagt wird, dass sie an mehrere HLA-Klasse-II-Allotypen binden. Darüber hinaus wurden insbesondere solche Peptide ausgewählt, die eingebettete HLA-Klasse-I-Sequenzen enthalten, um gleichzeitig CD4+-T-Zell-Antworten und CD8+-T-Zell-Antworten zu induzieren. Darüber hinaus wurden insbesondere für von Virusoberflächenproteinen abgeleitete Peptide nur Sequenzen ausgewählt, die keine Antikörperepitope darstellen. Dadurch soll die Bildung von Antikörpern gegen die geimpften Peptide verhindert werden, die möglicherweise eine verschlechternde Wirkung auf COVID-19 haben könnten. Die Immunogenität wurde für alle im Peptidcocktail enthaltenen HLA-Klasse-II-Peptide in einer großen Kohorte von rekonvaleszenten SARS-CoV-2-Spendern sowie für einzelne Peptide in einer ersten Impfung eines gesunden Freiwilligen nachgewiesen.

Eine weitere Voraussetzung für eine erfolgreiche Peptid-Vakzinierung ist neben der Auswahl optimaler Antigen-Targets die Verwendung eines geeigneten Adjuvans, das in der Lage ist, starke und langanhaltende Immunantworten zu induzieren. Zu den wirksamsten Ansätzen, die beim Menschen getestet wurden, gehört die subkutane Injektion von Peptiden, die in Montanide ISA 51 VG, einer Wasser-in-Öl-Emulsion, emulgiert sind, kombiniert mit dem TLR9-Liganden CpG. CpG ist jedoch nicht für klinische Studien verfügbar, und ein Peptid /Antigen-Impfstoff, emulgiert in Montanide ohne zusätzliches Adjuvans, induziert keine oder nur schwache Immunantworten. In der P-pVac-SARS-CoV-2-Studie wird der neuartige TLR1/2-Ligand XS15, emulgiert in Montanide ISA 51 VG, als Adjuvans eingesetzt und zusammen mit dem Peptidimpfstoff subkutan appliziert. XS15 ist ein wasserlösliches Derivat des TLR1/2-Liganden Pam3Cys und induzierte eine starke CD8+- und Th1CD4+-T-Zellantwort gegen freie kurze Peptide in Montanide ISA 51 VG nach einmaliger s. Injektion bei einem gesunden Freiwilligen sowie bei Krebspatienten. Immunantworten konnten gegen virale Peptide (einschließlich SARS-CoV-2-abgeleiteter Peptide), Neo-Epitope, die von krebsspezifischen Mutationen abstammen, sowie tumorassoziierte Eigenpeptide induziert werden. XS15 führt zur Bildung von Granulomen an der Impfstelle, wo die geimpften Peptide für mindestens 7 Wochen bestehen bleiben. Peptidspezifische T-Zellen wurden an der Granulomstelle nachgewiesen, jedoch mit einer geringeren Häufigkeit als im peripheren Blut, was das Risiko einer T-Zell-Sequestrierung, -Funktionsstörung oder -Deletion an der Impfstelle aufgrund der Verwendung von XS15 in Montanide ISA 51 ausschließt VG. Auffallenderweise wurde festgestellt, dass die induzierten Immunantworten länger als 1,5 Jahre anhielten.

Im Hinblick auf die geplante Studie konnten wir auch zeigen, dass diese Impfmethode in der Lage ist, bei einem freiwilligen Menschen starke SARS-CoV-2-spezifische T-Zell-Antworten zu induzieren.