Studie av en levende rNDV-basert vaksine mot COVID-19

Mangelen på svært effektive behandlinger mot COVID-19 og den sosiale og økonomiske innvirkningen som den nåværende pandemien har hatt på folkehelsen, fremhever den ubestridte viktigheten av å utvikle vaksiner som, i tillegg til deres sikkerhet og evne til å indusere en beskyttende respons, er logistisk egnet for massiv administrasjon på tvers av en rekke land og innstillinger.

Dette er den første kliniske studien av utviklingsprogrammet for en vaksine basert på en unik rekombinant viral vektorteknologi som har vært vellykket i utformingen av fuglevaksiner og som ikke har noen kontraindikasjon for bruk hos mennesker.

Den rekombinante vaksinen som er gjenstand for forskning i denne studien er basert på en aktiv viral vektor av en rekombinant Newcastle Disease virus (rNDV) LaSota-stamme, hvor genet som koder for S-glykoproteinet til SARS-CoV-2 er satt inn.

Newcastle Disease Virus (NDV) er et paramyxovirus som er ansvarlig for Newcastle Disease hos fugler. Det er tre hovedfamilier av NDV i henhold til nivået av virulens. Den med lavest virulens er den lentogene gruppen. En lentogen viral stamme er LaSota (NDV_LS), som er mye brukt i utviklingen av fuglevaksiner. LaSota-stammen ser ut til å replikere bare på stedet for inokulering, og selv om den ikke når lymfeknutene, reduserer den induksjonen av pro-inflammatoriske cytokiner samtidig som den øker en robust beskyttende immunrespons. Veldig viktig, dette viruset kan ikke sette seg inn i det menneskelige genomet.

En av nøkkelfaktorene for økt virulens i NDV er aktiveringen av spaltningsstedet som tilsvarer protein F-forløperens fenotype. I svært virulente stammer utføres spaltningen av allestedsnærværende intracellulære proteiner, noe som fører til en utbredt replikasjon hos fugler.

Imidlertid aktiveres spaltningsstedet i svekkede eller ikke-virulente stammer av en sekretorisk protease som begrenser viral replikasjon til slimhinneoverflater. Dette er den samme sekretoriske proteasen som virker i NDV-LS hos mennesker og ikke-menneskelige primater, og begrenser viral replikasjon til de øvre luftveiene.

Det er verdt å merke seg at NDV-genomet er ikke-segmentert. Av denne grunn resulterer transkripsjon i et enkeltstrenget RNA som gir genomet nok stabilitet til å unngå reassorteringshendelser. Disse funksjonene underbygger den antigene og genetiske stabiliteten som har bidratt til suksessen til NDV gjennom flere tiår som en vaksinevektor.

Den rekombinante naturen til den virale vektoren er basert på design og syntese av et gen som koder for spikeproteinet i SARS-CoV-2. Slik design er basert på sekvensen til Wuhan-Hu-1-viruset (NC_045512.2) og satt sammen i silico.

Lentogene stammer som LaSota har blitt brukt i mer enn 70 år med vaksinasjon i fuglepopulasjoner og har vist seg å være trygge og med en bemerkelsesverdig naturlig svekket viral aktivitet. Faktisk har studier vist at innsetting av fremmede gener i NDV-genomet fører til en ytterligere reduksjon av patogenisitet hos fugler. Videre skilles ikke rNDV ut i avføring og overføres derfor ikke fra fugl til fugl. Sikkerhetstester med aviær rNDV-vaksiner har vist at doser 10 ganger høyere enn dosen foreslått i denne studien ikke er assosiert med noen patogenitet.

En rNDV-vaksine mot SARS-CoV og andre nye infeksjoner var blitt foreslått. Det har blitt demonstrert at en rNDV-vektor som uttrykker S-proteinet i SARS-CoV-koronaviruset er i stand til å utvikle beskyttende immunitet uten sikkerhetsproblemer når den administreres til afrikanske grønne aper via intranasal rute.

Det har blitt rapportert at rNDV injisert ved IV-ruten i ikke-menneskelige primater (Macaca fascicularis) ikke var assosiert med noen alvorlig sykdom eller abnormiteter i hematologiske eller biokjemiske laboratorieverdier.

Nylig, i sammenheng med COVID-19-pandemien, har en vaksine basert på en S-protein-uttrykkende viral vektor av Newcastle Disease-virus (NDV) blitt studert ved bruk av både et villtype og et pre-fusjons membranforankret vektorformat. Disse studiene ble utført i mus og hamstermodeller med to administreringer av vaksinen. De testede vaksinene induserte høye nivåer av nøytraliserende antistoffer når de ble administrert intramuskulært. Spesielt beskyttet disse vaksineprototypene mus mot en musetilpasset SARS-CoV-2-utfordring: verken viral belastning eller viralt antigen ble påvist i lungene.

For å produsere rNDV blir en cellelinje transfektert av plasmider som uttrykker hele virusgenomet som inneholder det aktuelle genet. Klonen av hele NDV-genomet transfekteres med hjelpeplasmider som koder for virusproteinene N, P og L under kontroll av bakteriofag T7 RNA-polymerase-promoteren. Det kimære viruset oppnås fra kulturen og formeres i kyllingembryo SPF på 10 dager, inntil det opprinnelige vaksineviruset er generert.

Vaksinen er formulert for intranasal og intramuskulær administrering.

I vår studie vil nitti friske frivillige uten historie med COVID-19, vaksinasjon mot SARS-CoV-2 eller en aktivitet assosiert med en høyere risiko for eksponering for SARS-CoV-2 bli tildelt sekvensielt en av ni behandlingsgrupper ved en enkelt forskningssted i Mexico City.

Disse behandlingsgruppene tilsvarer tre forskjellige doser og tre forskjellige administreringsskjemaer. Alle disse ordningene forutsetter to vaksineadministrasjoner atskilt med 21 dager. (se "Våpen og inngrep").

Pasientene vil bli fulgt for effekt- og sikkerhetsmålinger. Effekten vil bli målt ved å sirkulere og nøytralisere IgG- og IgM-antistoffer mot S-proteinet til SARS-CoV-2, IgA-titre i neseslimhinnen og cytokin-mediert T-cellerespons. Pasientsikkerhet vil bli overvåket ved innsamling av informasjon om uønskede hendelser og sikkerhetslaboratorievurderinger (hovedsakelig hematologi og blodkjemi).

Den første intervensjonen for hver behandlingsgruppe vil bli administrert på en sekvensiell måte til atten sentinel-individer. Når alle vaktpersonene har mottatt den første intervensjonen og Safety Data Monitoring Board har fastslått at sikkerhetsvilkårene er oppfylt, vil studien fortsette med å registrere resten av forsøkspersonene inntil totalt 90 deltakere er nådd.

Statistiske tester vil bli brukt på hver behandlingsgruppe med lignende grunnlinjekarakteristikker. For kontinuerlige variabler vil Students t-fordeling og ANOVA brukes til å sammenligne gjennomsnittsverdier, mens kjikvadrat og Fishers eksakte test vil bli brukt til å vurdere kategoriske verdier.

Det er tre arbeidshypoteser som skal testes, en for hvert administrasjonsskjema. De kan konsolideres som følger: Den rekombinante anti-SARS-CoV-2-vaksinen basert på en viral vektor (rNDV) administrert [to ganger intramuskulært / to ganger intranasalt / den første intranasalt og det andre intramuskulært] er trygt (dvs. en akseptabel lav profil eller reaktogenisitet: lav frekvens av milde til moderate og ingen alvorlige lokale eller systemiske bivirkninger) og induserer en humoral og cellulær immunrespons mot SARS-CoV-2 lignende (eller større) til det målt i sera fra naturlig ervervede COVID-19 rekonvalesent individer.