A Luciferase-Based Approach for Functional Screening of 5′ and 3′ Untranslated Regions of the mRNA Component for mRNA VaccinesстатьяИсследовательская статья
Статья опубликована в высокорейтинговом журнале
Статья опубликована в журнале из списка Web of Science и/или Scopus
Аннотация:Недавняя пандемия COVID-19, вызванная инфекцией SARS-CoV-2, выявила необходимость в протоколах для быстрой разработки эффективных методов скрининга для поиска оптимальных структур вакцин мРНК против мутабельных вирусных агентов.Непревзойденный успех вакцин мРНК от Pfizer и Moderna, кодирующих белок шипа SARS-CoV-2, подтверждает потенциал липидных наночастиц для доставки мРНК для ускоренной разработки новых вакцин. Эффективность вакцинации и стоимость производства вакцин на основе мРНК во многом зависят от состава компонентов мРНК,поскольку синтез иммуногенного белка требует точной и эффективной трансляцииin vivo. Состав комбинаций 5′ и 3′ НТО мРНК оказывает сильное влияние на эффективность трансляции. Основной целью данного исследования было повышение вероятностипродукции иммуногенного белка, кодируемого мРНК вакцины. Для этой цели мыпредложили найти новую комбинацию природных UTR и параллельно с этим разработатьи протестировать систему для in vivo отбора трансляционно активных UTR. Методы:С помощью анализа Ribo-Seq были получены наборы кандидатов коротких UTR. Эти UTR были протестированыкак в клеточных культурах, так и на мышах для эффективной продукции секретируемой нанолюциферазы (NLuc)и белка S SARS-CoV-2. Комбинация наиболее эффективных UTR была использованадля создания прототипа мРНК-вакцины, способной индуцировать нейтрализующие антителапротив коронавируса. Результаты: Полезность выбранных UTR для разработки вакциныбыла проверена путем вовлечения полноразмерной кодирующей последовательности белка S SARS-CoV-2 дляпродукции основного иммуногена. В результате была создана система функционального скрининга UTR с использованием гена NLuc. Выводы: Предложенный подход позволяет проводить неинвазивную количественную оценку трансляционной активности UTR в сыворотке кровимышей. Используя полноразмерную последовательность белка S SARS-CoV-2 в качестве прототипа, мыпродемонстрировали, что комбинация UTR, выбранных с помощью нашего анализа репортера на основе люциферазы,вызывает титры IgG и показатели нейтрализации, сопоставимые с полученными при использовании UTR из коммерческих вакцин мРНК на основе S-белка.