Upptäckt om hur vissa covidvacciner öppnar cellens dörrar ger nya möjligheter

Forskare vid Umeå universitet har i samarbete med forskare i Tyskland och Nederländerna upptäckt att vissa av vaccinerna mot covid-19 tar sig in i cellerna med hjälp av ett annat protein och en annan väg än man tidigare hade trott. Upptäckten kan förklara varför vissa vektorbaserade vacciner kan vara bättre än andra, och den kan på sikt öppna för nya verktyg mot pandemier.

– Man kan säga att detta kan vara en förklaring till varför vissa så kallade adenovirus-baserade vacciner är mer effektiva än andra vacciner som bygger på samma princip. Upptäckten kan också hjälpa oss att identifiera lämpliga typer av adenovirus som kan användas som vaccin mot olika typer av infektionssjukdomar i framtiden, säger Niklas Arnberg, professor i virologi vid Umeå universitet.

Bakgrunden är att vissa vacciner mot covid-19 bygger på principen att man använder ett adenovirus som vektor, förenklat att vaccinet åker snålskjuts på adenoviruset när det tar sig in i kroppen. De flesta adenovirus orsakar i vanliga fall luftvägsbesvär, men de olika adenovirustyper som används i vaccinerna har man dessförinnan förändrat så att de är ofarliga. Adenoviruset i vaccinet transporterar in en gen i kroppens celler. Väl inne i cellen aktiverar genen på naturlig väg skapandet av coronavirusets spik-protein. Det är protein av samma slag som ”spikarna” utanpå coronaviruset. Cellen som producerar spik-proteinet aktiverar immunförsvaret som då skapar antikroppar mot spikproteinet.

Fram tills nu har man trott att alla adenovirus – som vaccinet alltså åker snålskjuts på – använder ett liknande protein som spikproteinet, ett fiberprotein, för att öppna cellerna. Det som forskarna nu har upptäckt är att det adenovirus som kallas för Ad26, och som ingår i de vacciner som tillverkas av Johnson & Johnson men även i det ryska så kallade Sputnik-vaccinet, öppnar och infekterar cellen genom att istället använda ett annat slags protein. Detta virus använder ett hexonprotein som ”nyckel” för att öppna en ”dörr” i cellen som består av molekylen CD46.

Detta är en nyhet i sig, men med potential att bli ännu större. Tidigare har man trott att hexonproteinets huvudsakliga funktion är att skydda virusets arvsmassa. Eftersom det finns många fler hexonproteiner på ett adenovirus, hela 240 stycken, jämfört med bara tolv fiberproteiner, innebär det att de adenovirus som använder hexonproteiner som dörröppnare sannolikt binder till och tar sig in i celler mer effektivt än de adenovirus som använder fiberproteinet.

Upptäckten förklarar också varför antikroppar som bildas mot adenovirus framförallt binder till hexonproteinet. Vinsten av upptäckten blir på så sätt dubbel. Det öppnar dels upp för att välja ut adenovirus som använder just hexonproteinet som dörröppnare, även mot andra typer av infektionssjukdomar. Man kan även tänka sig att de adenovirustyper som används, och eventuellt kan anses som förbrukade på grund av att vi har antikroppar mot dessa, kan omformas och återanvändas.

– Detta handlar om grundforskning. Som all annan grundforskning så kan förhoppningsvis även denna forskning på sikt hjälpa oss att få fram verktyg som hjälper oss att bättre hantera infektionssjukdomar och pandemier, säger Lars-Anders Carlsson

I arbetet har forskarna bland annat i laboratorieförsök använt sig av den nobelprisbelönade gensaxen CRISPR-Cas9 för att manipulera celler, och visar att hexonproteinet binder till ”dörren” CD46. Den molekyltypen finns på alla celler i hela kroppen, vilket också är positivt. Det innebär att de vektorvacciner som har hexonproteiner som binder till CD46, kan leverera sin vaccinkomponent till alla celler och därmed effektivt aktivera immunförsvaret.

I Umeå har utöver Niklas Arnbergs forskargrupp, forskarna Lars-Anders Carlsson, Karim Rafie och David Persson arbetat med studien.

Studien är publicerad i den vetenskapliga tidskriften PNAS.

Om den vetenskapliga publiceringen
Human species D adenovirus hexon capsid protein mediates cell entry through a direct interaction with CD46
B. David Persson, Lijo John, Karim Rafie, Michael Strebl, Lars Frängsmyr, Monika Z. Ballmann, Katja Mindler, Menzo Havenga, Angelique Lemckert, Thilo Stehle, Lars-Anders Carlson, Niklas Arnberg
PNAS
https://doi.org/10.1073/pnas.2020732118

Niklas Arnberg
Professor
Institutionen för klinisk mikrobiologi
Telefon: 090-785 84 40
Mobil: 070-548 84 40
E-post: niklas.arnberg@umu.se