Бактеріофаги та фагоподібні частинки є основою різних діагностичних та терапевтичних систем. Наприклад, фагоподібні частинки були використані при створенні вакцини проти чуми – вони несли на поверхні антигени збудника хвороби – бактерії Yersinia pestis

Вчені з Університету Колорадо та Університету Меріленду заявили про розробку моновалентної вакцини на основі фагоподібних частинок, що несуть на поверхні антигени рецептор-зв'язуючого домену вірусу SARS-CoV-2 (RBD SARS PLP) або іншого коронавруса – MERS-Cov (RBD). Крім того, автори сконструювали бівалентну фагоподібну частинку, що містить обидва антигени.

Для оцінки імуногенності вакцини RBD SARS PLP вчені імунізували нею, а також контрольним препаратом, що містив немодифіковані фагоподібні частинки, мишей лінії BALB/c у віці 6 тижнів. Через 3 тижні миші одержали другу дозу препарату.

Після першої дози RBD SARS PLP титр специфічних антитіл (IgG) проти рецептор-зв'язуючого домену вірусу SARS-CoV-2 був близьким до такого у пацієнтів, які одужали після COVID-19.

У спеціальному тесті автор перевірили, чи здатна сироватка мишей із контрольної та експериментальної групи нейтралізувати вірус SARS-CoV-2. Сироватка тварин, що отримали немодифіковані фагоподібні частинки (не мають на поверхні антигену коронавірусу SARS-CoV-2), не показала активності, що нейтралізує, щодо вірусу SARS-CoV-2. Сироватка мишей, вакцинованих RBD SARS PLP, знешкоджувала вірус SARS-CoV-2 з ефективністю, подібною до пацієнтів, які одужали після COVID-19. Після введення тваринам другої (бустерної) дози вакцини активність їх сироватки, що нейтралізує, посилилася в 4,7 разу. Високий титр антитіл проти SARS-CoV-2 зберігався у тварин принаймні 174 дні після введення вакцини. Це підтвердило, що RBD SARS PLP забезпечує тривалий гуморальний імунітет.

На 184 день після вакцинації миші були заражені адаптованим штамом SARS-CoV-2, що викликають у них важку форму COVID-19. Якщо у контрольній групі тварини почали швидко втрачати вагу, то в експериментальній цього не спостерігалося.

На 4-й день після зараження мишей приспали для патоморфологічного дослідження та аналізу вірусного навантаження. У легких контрольних тварин, на відміну від RBD SARS PLP, було виявлено велику кількість вірусних частинок, а також значно більш високий рівень геномної та субгеномної РНК. Також були виявлені патоморфологічні зміни: у легенях тварин контрольної групи спостерігалося накопичення імунних клітин навколо судин та в альвеолах, застій у легеневих судинах та інтерстиціальний набряк. У тварин, вакцинованих RBD SARS PLP, патоморфологічні зміни були значно меншими, що свідчить про те, що препарат захищає легені від пошкодження та запалення.

Автори вважають, що використання фагоподібних частинок для створення вакцин перспективне: такі вакцини викликають синтез антитіл, що нейтралізують, забезпечують тривалий і ефективний захист від вірулентного вірусу. Такі системи потребують подальшої оптимізації та можуть допомогти у запобіганні поширенню інфекційних хвороб.

* Davenport BJ, Catala A, Weston SM, Johnson RM та ін. Phage-like particle vaccines є highly immunogenic і protect proti pathogenic coronavirus infection and disease. Preprint from bioRxiv, 2021. https://doi.org/10.1101/2021.11.08.467648