Veiligheids- en immunogeniciteitsonderzoek naar multi-peptidevaccinatie om COVID-19-infectie bij volwassenen te voorkomen (pVAC)

SARS-CoV-2-peptidevaccin Het doel van deze studie is het onderzoeken van de veiligheid en immunogeniciteit van een peptidevaccin bestaande uit SARS-CoV-2-specifieke HLA klasse II-peptiden bij vrijwilligers zonder eerdere of huidige SARS-CoV-2-infectie.

De identificatie en karakterisatie van T-celepitopen is een jarenlange en ongeëvenaarde expertise van de afdeling Immunologie. Deze unieke aanpak is gebaseerd op i) de voorspelling van HLA-bindingssequenties voor HLA klasse I- en klasse II-allelen met behulp van 's werelds eerste voorspellingstool (www.syfpeithi.de) en nieuwere, meer verfijnde methoden, allemaal gebaseerd op SYFPEITHI (database voor MHC liganden), ii) de identificatie van natuurlijk gepresenteerde HLA klasse I en klasse II liganden, iii) de synthese van synthetische peptiden, en iv) de karakterisering van T-cel epitopen en peptide-specifieke cluster van differentiatie (CD)4+ en CD8+ T-cel reacties. Deze strategie is de afgelopen jaren met succes toegepast voor het definiëren en karakteriseren van T-celepitopen afgeleid van verschillende virussen zoals cytomegalovirus (CMV), Epstein-Barr-virus (EBV), adenovirus (ADV) en influenza, evenals tumor-geassocieerde antigenen van verschillende solide en hematologische maligniteiten.

Op basis van dit werk werden de resultaten vertaald in onderzoeken naar therapeutische vaccinatie en T-celoverdracht bij kankerpatiënten (bijv. NCT02802943) en virale infecties. Deze directe vertaling is mogelijk gemaakt door het Wirkstoffpeptidlabor (Prof. dr. rer. nat. Stefan Stevanović) van de afdeling Immunologie en de good manufacturing practice (GMP)-faciliteit voor geïndividualiseerde geneesmiddelen in het Universitair Ziekenhuis Tübingen, evenals ons platform voor immuunbewaking dat is uitgerust met ultramoderne, gevalideerde T-celassays en -methoden.

De bestaande ervaring en logistiek kunnen direct worden gebruikt voor de behandeling en preventie van de ziekte van COVID-19. In voorbereidend werk voor deze studie zijn CD4+ T-celepitopen al gekarakteriseerd in een groot cohort van met SARS-CoV-2 geïnfecteerde donoren, wat hun hoge relevantie in het natuurlijke beloop van COVID-19 bevestigt. De vaccinatiecocktail in de studie zal bestaan ​​uit acht promiscue HLA klasse II-peptiden van de verschillende eiwitten van het SARS-CoV-2-virus, waarvan wordt voorspeld dat ze zich binden aan verschillende HLA klasse II-allotypes. Bovendien werden vooral die peptiden geselecteerd die ingebedde HLA klasse I-sequenties bevatten om gelijktijdig CD4+ T-celresponsen en CD8+ T-celresponsen te induceren. Bovendien werden, in het bijzonder voor peptiden die zijn afgeleid van oppervlakte-eiwitten van het virus, alleen sequenties geselecteerd die geen antilichaamepitopen vertegenwoordigen. Dit moet de vorming van antilichamen tegen de gevaccineerde peptiden, die mogelijk een verslechterende werking op COVID-19 zouden kunnen hebben, voorkomen. Immunogeniciteit werd bewezen voor alle HLA klasse II-peptiden in de peptidecocktail in een groot cohort van SARS-CoV-2 herstellende donoren, evenals voor enkele peptiden in een eerste vaccinatie van een gezonde vrijwilliger.

Een verdere voorwaarde voor succesvolle peptidevaccinatie, naast de selectie van optimale antigeendoelen, is het gebruik van een geschikt adjuvans, dat krachtige en langdurige immuunresponsen kan opwekken. Een van de meest effectieve benaderingen die bij mensen zijn getest, is de subcutane injectie van peptiden geëmulgeerd in Montanide ISA 51 VG, een water-in-olie-emulsie, gecombineerd met de TLR9-ligand CpG. CpG is echter niet beschikbaar voor klinische onderzoeken en een peptide /antigeen-vaccin geëmulgeerd in Montanide zonder enig aanvullend adjuvans induceert geen of slechts zwakke immuunresponsen. In de P-pVac-SARS-CoV-2-studie zal de nieuwe TLR1/2-ligand XS15, geëmulgeerd in Montanide ISA 51 VG, worden gebruikt als adjuvans, subcutaan aangebracht samen met het peptidevaccin. XS15 is een in water oplosbaar derivaat van de TLR1/2-ligand Pam3Cys en induceerde een sterke CD8+- en Th1CD4+-T-celrespons tegen vrije korte peptiden in Montanide ISA 51 VG na een enkele s.c. injectie bij een gezonde vrijwilliger en bij kankerpatiënten. Immuunresponsen kunnen worden geïnduceerd tegen virale peptiden (inclusief SARS-CoV-2-afgeleide peptiden), neo-epitopen afgeleid van kankerspecifieke mutaties en tumor-geassocieerde zelfpeptiden. XS15 resulteert in granuloomvorming op de vaccinatieplaats, waar de gevaccineerde peptiden minimaal 7 weken aanhouden. Peptide-specifieke T-cellen werden gedetecteerd op de granuloomplaats, echter met een lagere frequentie dan in perifeer bloed, wat het risico op T-celsekwestratie, disfunctie of deletie op de vaccinatieplaats door het gebruik van XS15 in Montanide ISA 51 uitsluit. VG. Opvallend was dat de geïnduceerde immuunresponsen meer dan 1,5 jaar aanhielden.

Met betrekking tot de geplande studie konden we ook aantonen dat deze vaccinatiemethode krachtige SARS-CoV-2-specifieke T-celreacties kan opwekken bij een menselijke vrijwilliger.