Structure-guided immunogens to elicit pan-coronavirus B cell responses
结构引导免疫原引发泛冠状病毒 B 细胞反应
基本信息
- 批准号:10420514
- 负责人:
- 金额:$ 193.41万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2022
- 资助国家:美国
- 起止时间:2022-09-02 至 2025-08-31
- 项目状态:未结题
- 来源:
- 关键词:2019-nCoVACE2AntibodiesAntigensAvidityB-Cell Antigen ReceptorB-LymphocytesBindingBiochemicalBiological AssayBiophysicsCellsChadComplexCoronavirusCryoelectron MicroscopyDevelopmentEngineeringEpitopesEvaluationFrequenciesFutureGenesGlycoproteinsHumoral ImmunitiesImmuneImmune responseImmunityLaboratoriesLinkMasksMerbecovirusMiddle East Respiratory Syndrome CoronavirusMolecularMolecular ConformationMonoclonal AntibodiesOutputPolysaccharidesProtein Binding DomainProteinsRecombinantsRecording of previous eventsRoleSARS coronavirusSarbecovirusSerologySiteStructureSurfaceSystemVaccinatedVaccineeVaccinesVariantVesicular stomatitis Indiana virusViralViral VaccinesVirusX-Ray Crystallographybasebetacoronaviruscoronavirus receptorcross reactivitycrosslinkdesignglycosylationhuman subjectimmunogenicityinterestlumazinenanoparticlenext generationnon-Nativenovel coronaviruspandemic diseaserational designreceptorreceptor bindingreconstructionresponsescaffolduniversal coronavirus vaccinevaccine developmentvaccine formulationvaccine platformvector
项目摘要
Project Summary
The global pandemic caused by Severe Acute Respiratory Syndrome virus 2 (SARS-CoV-2) coronavirus (CoV)
has highlighted the need to develop next-generation viral vaccines that offer protection against future
Sarbecoviruses and Merbecoviruses of concern. One approach is to implement structure-based immunogen
design strategies that elicit humoral responses to conserved sites on the surface-exposed spike (S) viral
glycoprotein. Potential sites include the receptor binding domain (RBD) and the receptor binding motif (RBM)
required for viral entry. Other conserved sites on S, outside the RBD, may also be targets of both neutralizing
and non-neutralizing responses offering broad CoV protection. Project 1 will combine computational, structural,
biophysical, and single B cell analyses to design S and RBD immunogens that elicit broad-spectrum humoral
immunity against CoVs. Based on evolutionary analysis of CoV sequences, it is unlikely that a single antigen will
confer broad enough immunity against the entire Betacoronavirus genus; we therefore anticipate generating a
polyvalent S or RBD containing vaccine (with Project 3). Initially, we prioritize ACE2-receptor using CoVs as a
proof-of-concept but envision that our design principles can be extended to other emerging CoVs where ACE2
is not the receptor. The Schmidt laboratory will implement structure-guided immunogen design strategies to
focus immune responses towards conserved epitopes on the RBM and RBD. We will use heterologous CoV
RBDs as molecular scaffolds to present selected ACE2-binding CoV RBMs and further immune focus using
engineered glycans to mask non-conserved epitopes. The Scheuermann laboratory will use ancestral
reconstructions to identify extant CoVs as additional S-based immunogens. The Ellebedy laboratory will isolate
monoclonal antibodies (mAbs) from naturally infected, vaccinated, or naïve human subjects to define CoV cross-
reactive, conserved epitopes on S recognized by neutralizing and non-neutralizing mAbs. We will define the
breadth of mAb cross-reactivity, cross-neutralization, and effector functions (with Project 3). The Fremont
laboratory will perform structural analyses by X-ray crystallography and cryo-electron microscopy (Fremont
laboratory) of the isolated mAbs to define targeted epitopes on S; this information will aid in iterative immunogen
optimization to elicit responses to these newly defined, cross-reactive epitopes. The output of Project 1 will be
optimized RBD and S genes to transfer to Project 3 for vaccine formulation in VSV or ChAd vaccine platforms.
项目概要
由严重急性呼吸系统综合症病毒 2 (SARS-CoV-2) 冠状病毒 (CoV) 引起的全球大流行
强调需要开发下一代病毒疫苗来预防未来
值得关注的 Sarbecoviruses 和 Merbecoviruses 的一种方法是实施基于结构的免疫原。
设计策略,引发对表面暴露的刺突(S)病毒保守位点的体液反应
糖蛋白的潜在位点包括受体结合域(RBD)和受体结合基序(RBM)。
RBD 之外的 S 上的其他保守位点也可能是两者中和的目标。
项目 1 将结合计算、结构、
生物物理和单 B 细胞分析,设计可引发广谱体液免疫的 S 和 RBD 免疫原
根据对冠状病毒序列的进化分析,单一抗原不太可能产生针对冠状病毒的免疫力。
赋予针对整个β冠状病毒属的足够广泛的免疫力;因此,我们预计会产生一种
含有多价 S 或 RBD 的疫苗(项目 3)最初,我们优先考虑使用 CoV 作为 ACE2 受体。
概念验证,但设想我们的设计原则可以扩展到其他新兴的冠状病毒,其中 ACE2
不是受体。施密特实验室将实施结构引导的免疫原设计策略
我们将使用异源 CoV 将免疫反应集中在 RBM 和 RBD 上的保守表位。
RBD 作为分子支架来呈现选定的 ACE2 结合 CoV RBM 并使用进一步的免疫焦点
Scheuermann 实验室将使用祖先的工程聚糖来掩盖非保守表位。
Ellebedy 实验室将进行重建,以将现有的 CoV 识别为额外的基于 S 的免疫原。
来自自然感染、肺炎或幼稚人类受试者的单克隆抗体 (mAb),用于定义 CoV 交叉抗体
我们将定义中和性和非中和性单克隆抗体识别的 S 上的反应性保守表位。
mAb 交叉反应性、交叉中和和效应器功能的广度(与项目 3 一起)。
实验室将通过 X 射线晶体学和冷冻电子显微镜(弗里蒙特)进行结构分析
实验室)分离的单克隆抗体以确定 S 上的目标表位;该信息将有助于迭代免疫原
优化以引发对这些新定义的交叉反应表位的反应 项目 1 的输出将是。
优化 RBD 和 S 基因,转移至项目 3,用于 VSV 或 ChAd 疫苗平台中的疫苗配制。
项目成果
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专著数量(0)
科研奖励数量(0)
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