De zoektocht naar een universeel COVID-19-vaccin, effectief tegen alle huidige en toekomstige varianten van het coronavirus, is van cruciaal belang. Het idee is om zich te richten op het minst muterende, meest geconserveerde deel van het virus, in plaats van het deel dat frequent muteert. De momenteel beschikbare vaccins op basis van adenovirale vectoren en mRNA-vaccins gebruiken het virale spike-eiwit als doelwit. In de zoektocht naar een universeel COVID-19-vaccin is het nieuwe, op nanotechnologie gebaseerde SpFN-vaccin veelbelovend, gezien de preklinische veiligheid en werkzaamheid en de start van de fase 1 klinische studies.
COVID-19, veroorzaakt door het SARS-CoV-2- virus, teistert de hele wereld sinds november 2019 en heeft tot nu toe wereldwijd ongeveer 7 miljoen voortijdige sterfgevallen veroorzaakt, immens menselijk leed door infectie en lockdowns teweeggebracht en de economieën van de meeste landen volledig tot stilstand gebracht. De wetenschappelijke gemeenschap over de hele wereld heeft zich ingespannen om veilige en effectieve vaccins tegen de ziekte te ontwikkelen, variërend van vaccins met een verzwakt virus tot DNA- en eiwitconjugaatvaccins¹ die zich richten op het spike-eiwit van het virus. De nieuwste mRNA-technologie maakt ook gebruik van het getranscribeerde spike-eiwit van het virus om een immuunrespons op te wekken. Gegevens over de effectiviteit van vaccins in het afgelopen jaar hebben echter aangetoond dat de bescherming die vaccins bieden minder effectief is tegen de nieuw gemuteerde VOC's ( Variant of Concern), zoals blijkt uit vele doorbraakinfecties na vaccinatie, die ontstaan door mutaties in het spike-eiwit van het virus. De nieuwe varianten lijken besmettelijker te zijn en kunnen, afhankelijk van de aard van de mutaties, een milder tot ernstiger ziektebeeld veroorzaken. De zeer virulente delta-variant veroorzaakte grote problemen, niet alleen door een toename van het aantal infecties, maar ook door een hoger sterftecijfer. De recent ontdekte Omicron-variant uit Zuid-Afrika is 4 tot 6 keer besmettelijker, hoewel deze volgens de huidige gegevens minder ernstige ziekteverschijnselen veroorzaakt. De afname in effectiviteit van de beschikbare vaccins tegen de nieuwe varianten (en potentiële toekomstige varianten) heeft wetenschappers en beleidsmakers ertoe aangezet na te denken over een universeel COVID-19-vaccin dat effectief zou kunnen zijn tegen alle huidige en toekomstige varianten van het coronavirus. Dit wordt een pan-coronavirusvaccin of universeel COVID-19-vaccin genoemd.
Er kunnen inderdaad nog andere varianten in gemeenschappen aanwezig zijn, maar die kunnen pas na sequentiebepaling worden geïdentificeerd. De infectiviteit en virulentie van deze bestaande en/of nieuwe, nog niet bestaande varianten zijn onbekend² . Gezien de opkomst van deze varianten, wordt de behoefte aan een vaccin dat alle coronavirussen bestrijdt steeds groter.
De COVID-19-ziekte, veroorzaakt door het SARS-CoV-2-virus, is blijvend en we zullen er wellicht niet volledig vanaf komen. Sterker nog, de mensheid leeft al sinds het begin van de menselijke beschaving samen met coronavirussen die verkoudheid veroorzaken. De afgelopen twee decennia hebben we vier uitbraken van coronavirussen gezien: SARS (ernstig acuut respiratoir syndroom, 2002 en 2003), MERS (Midden-Oosten respiratoir syndroom, sinds 2012) en nu COVID-19 (sinds 2019, veroorzaakt door SARS-CoV-2) ³ . Het belangrijkste verschil tussen de onschadelijke variant en de andere drie stammen die een ziekte-uitbraak veroorzaakten, is het verbeterde vermogen van het SARS-CoV-2-virus om te infecteren (hogere affiniteit voor menselijke ACE2-receptoren) en ernstige ziekte te veroorzaken (cytokinestorm). Of het SARS-CoV-2-virus deze eigenschap op natuurlijke wijze heeft verworven (natuurlijke evolutie) of door evolutie in het laboratorium , gebaseerd op onderzoek naar "gain of function"-studies, wat heeft geleid tot de ontwikkeling van deze nieuwe stam en de mogelijke onbedoelde uitbraak ervan, is een vraag die tot op heden onbeantwoord is gebleven.
De voorgestelde strategie voor de ontwikkeling van een vaccin tegen alle coronavirussen is om zich te richten op het genomische gebied van het virus dat behouden is gebleven en minder snel muteert. Dit biedt bescherming tegen zowel de bestaande als de toekomstige varianten die nog niet bestaan.
Een voorbeeld van het richten op een consensusregio is het gebruik van RNA-polymerase als doelwit⁴ . Een recente studie toonde aan dat geheugen- T-cellen bij zorgmedewerkers gericht waren tegen RNA-polymerase. Dit enzym, dat het meest geconserveerd is onder de menselijke coronavirussen die verkoudheid en SARS-CoV-2 veroorzaken, is een belangrijk doelwit voor de ontwikkeling van een vaccin tegen alle coronavirussen. Een andere strategie die is gekozen door het Walter Reed Army Institute of Research (WRAIR) in de VS is de ontwikkeling van een universeel vaccin, genaamd Spike Ferritin Nanoparticle (SpFN), dat een onschadelijk deel van het virus gebruikt om de afweer van het lichaam tegen COVID-19 te activeren. Het SpFN-vaccin bleek niet alleen bescherming te bieden tegen de alfa- en bètavariant bij hamsters⁵ , maar induceert ook een T-celrespons en een specifieke aangeboren immuunrespons bij muizen⁶ en niet-menselijke primaten⁷ . Deze preklinische studies tonen de effectiviteit van het SpFN-vaccin aan en ondersteunen de strategie van WRAIR voor de ontwikkeling van een vaccin tegen alle coronavirussen⁸ . Het SpFN-vaccin is een fase 1-studie ingegaan, een gerandomiseerde, dubbelblinde, placebogecontroleerde studie met 29 deelnemers om de veiligheid, verdraagbaarheid en immunogeniteit te evalueren. De studie is gestart op 5 april 2021 en zal naar verwachting binnen 18 maanden, op 30 oktober 2022, worden afgerond⁹ . Een eerste analyse van de gegevens deze maand zal echter meer duidelijkheid verschaffen over de werkzaamheid en veiligheid van SpFN bij mensen⁸.
Gebruik van verzwakt virus (omdat het alle antigenen bevat, zowel muterend als minder muterend). Hiervoor moeten echter enorme hoeveelheden infectieuze virale deeltjes worden geproduceerd, waardoor een BSL-4-insluitingsfaciliteit voor productie nodig is, wat een onaanvaardbaar veiligheidsrisico kan vormen.
Deze benaderingen vormen een enorme stap voorwaarts in de dringende noodzaak om een veilig en krachtig universeel vaccin tegen SARS-CoV-2 te ontwikkelen en de wereld uit deze huidige situatie te halen en zo snel mogelijk weer normaal te maken.
***
Referenties:
- Soni R, 2021. Soberana 02 en Abdala: 's werelds eerste geconjugeerde eiwitvaccins tegen COVID-19. Wetenschappelijk Europees. Geplaatst op 30 november 2021. Verkrijgbaar bij http://scientificeuropean.co.uk/covid-19/soberana-02-and-abdala-worlds-first-protein-conjugate-vaccines-against-covid-19/
- Soni R., 2022. COVID-19 in Engeland: is opheffing van plan B-maatregelen gerechtvaardigd? Wetenschappelijk Europees. Geplaatst op 20 januari 2022. Verkrijgbaar bij http://scientificeuropean.co.uk/covid-19/covid-19-in-england-is-lifting-of-plan-b-measures-justified/
- Morens DM, Taubenberger J en Fauci A. Universele coronavirusvaccins - een dringende behoefte. NEJM. 15 december 2021. DOI: https://doi.org/10.1056/NEJMp2118468
- Soni R, 2021. "Pan-coronavirus" -vaccins: RNA-polymerase komt naar voren als een vaccindoelwit. Wetenschappelijk Europees. Geplaatst op 16 november 2021. Verkrijgbaar bij http://scientificeuropean.co.uk/covid-19/pan-coronavirus-vaccines-rna-polymerase-emerges-as-a-vaccine-target/
- Wuertz, KM, Barkei, EK, Chen, WH. et al. Een SARS-CoV-2 spike-ferritine-nanodeeltjesvaccin beschermt hamsters tegen alfa- en bètavirusvarianten. NPJ-vaccins 6, 129 (2021). https://doi.org/10.1038/s41541-021-00392-7
- Carmen, JM, Shrivastava, S., Lu, Z. et al. SARS-CoV-2-ferritine-nanodeeltjesvaccin induceert robuuste aangeboren immuunactiviteit die polyfunctionele spike-specifieke T-celreacties stimuleert. npj Vaccins 6, 151 (2021). https://doi.org/10.1038/s41541-021-00414-4
- Joyce M., et al 2021. Een SARS-CoV-2-ferritine-nanodeeltjesvaccin roept beschermende immuunresponsen op bij niet-menselijke primaten. Wetenschap Translationele geneeskunde. 16 december 2021. DOI:10.1126/scitranslmed.abi5735
- Reeks preklinische onderzoeken ondersteunt de ontwikkelingsstrategie van het leger voor pan-coronavirusvaccin https://www.army.mil/article/252890/series_of_preclinical_studies_supports_the_armys_pan_coronavirus_vaccine_development_strategy
- SARS-COV-2-Spike-Ferritin-Nanodeeltjes (SpFN) vaccin met ALFQ-adjuvans voor preventie van COVID-19 bij gezonde volwassenen https://clinicaltrials.gov/ct2/show/NCT04784767?term=NCT04784767&draw=2&rank=1
***
