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Ein Trojanisches Pferd zur Bekämpfung des Coronavirus direkt in der Lunge
SARS-CoV-2 wird über die Lunge aufgenommen. Der Aufbau einer passiven und aktiven Immunreaktion wäre in diesem Organ effektiv. Wir haben unsere Technologie der synthetischen Adenoviren mit Aerosolen eingesetzt, um die Produktion von Therapeutika und Impfstoffen direkt in der Lunge zu erreichen.
Hintergrund
Unsere Forschungsgruppe hat eine Plattform für die Erzeugung nicht-replikativer, hochkapazitiver, darmloser Adenoviren entwickelt, die mit Hilfe von Adaptern für Zelloberflächen-Biomarker für die Transduktion spezifischer Zelltypen neu ausgerichtet werden können. Sie wurden für den Transport grosser Nutzlasten verwendet, wie nAbs und/oder Impfstoffcocktails. Diese wurden mit hoher Reinheit erzeugt, und mit einem technischen Schutzschild überzogen, der die immunbasierte Clearance reduziert.
Ziel
Unser Ziel war es, unsere Verabreichungsplattform (SHREAD) auf Covid-19 anzupassen. Wir haben SHREAD auf der Grundlage von darmlosen Adenoviren ohne virale Gene intrapulmonal als Aerosole eingesetzt und wollten es an den Lungentropismus anpassen, da dort SARS-CoV-2 den Körper zuerst infiziert. Für die Therapie wollten wir erreichen, dass die Lunge direkt Antikörper produziert. Auch als Impfung sollte es eine mukosale Immunität und Gedächtnisreaktionen entwickeln, die Antigene produzieren.
Resultate
Wir haben adenovirale Retargeting-Adapter für Biomarker entwickelt und getestet, die auf Epithelzellen der Atemwege (AECs) und antigenpräsentierenden Zellsubtypen (APCs) vorhanden sind. Aus unserem Pool von Retargeting-Adaptern hatten wir mehrere in unserem Portfolio identifiziert, die für mukosale SARS-CoV-2-Anwendungen eingesetzt werden können. Wir entdeckten, dass das wirksamste Targeting durch die Beschichtung mit Lactorferrin erreicht wurde, das bei Adenovirusinfektionen der Lunge eine Rolle spielt.
Als Nächstes entwickelten wir ein System auf Aerosolbasis, um die Partikel in einem Mausmodell in die Lunge zu bringen. Dies wurde mit einer intratrachealen Verabreichung verglichen, von der man sich eine unabhängige Einschätzung der Effektivität der Infektion des Lungengewebes versprach. In beiden Fällen wurde eine hervorragende Transduktion des Lungengewebes beobachtet, was zeigt, dass der aerosolbasierte Verabreichungsweg vielversprechend ist.
Drittens haben wir die Viren so entwickelt, dass sie für therapeutische Modalitäten und - in einem ergänzenden Ansatz - für Immunogene kodieren. Wir haben Konstrukte erzeugt, die für die Anti-Spike-Antikörper REGN10933 und REGN10987 kodieren. Dies im IgG- und IgA-Format, das für eine Reaktion in der Lungenschleimhaut wirksam wäre. Wir untersuchten diese Antikörper in ihrem ursprünglichen Format und als murinisiertes chimäres Molekül, um sie in Mäusen zu testen. Ausserdem testeten wir das Anti-Spike-DARPin MP0420. In einer zweiten Reihe von Experimenten haben wir Spike-Konstrukte als Immunogene verglichen. Alle Konstrukte werden in unserem System exzellent exprimiert.
Wir konnten in Mausexperimenten mit einer aerosolbasierten Verabreichung unseres darmlosen Virussystems und des optimierten Retargetings zeigen, dass in der Lunge eine hervorragende Expression des therapeutischen Antikörpers beobachtet wird, was dieses Konzept belegt. Bemerkenswert ist, dass keine Expression in Off-Target-Geweben zu beobachten ist.
Beitrag zur Bewältigung der aktuellen Pandemie
Die hier entwickelte Strategie könnte ein effizientes System für die In-vivo-Produktion einer therapeutischen Modalität und eines Immunogens in der Lunge darstellen. Es ist möglich, dass sie aufgrund der Produktion und der langen Verweildauer im betreffenden Gewebe, wo sie eine maximale Schutzwirkung entfalten können, wirksamer wären als die derzeitigen Ansätze. Da die Komponenten modular aufgebaut sind, können sie an verschiedene Stämme, Viren und sogar Lungenerkrankungen angepasst werden.
Originaltitel
Adenovirus Platform, um therapeutische Wirkstoffe und Vakzine gegen SARS-CoV-2 direkt in der Lunge herzustellen