NPJ Vaccines. 2024 Mar 6;9(1):53.

L Marcos-Villar#, B Perdiguero#, .... M Esteban, CE Gómez

Abstract

Vaccines based on mRNA technology have revolutionized the field. In fact, lipid nanoparticles (LNP) formulated with mRNA are the preferential vaccine platform used in the fight against SARS-CoV-2 infection, with wider application against other diseases. The high demand and property right protection of the most potent cationic/ionizable lipids used for LNP formulation of COVID-19 mRNA vaccines have promoted the design of alternative nanocarriers for nucleic acid delivery. In this study we have evaluated the immunogenicity and efficacy of different rationally designed lipid and polymeric-based nanoparticle prototypes against SARS-CoV-2 infection. An mRNA coding for a trimeric soluble form of the receptor binding domain (RBD) of the spike (S) protein from SARS-CoV-2 was encapsulated using different components to form nanoemulsions (NE), nanocapsules (NC) and lipid nanoparticles (LNP). The toxicity and biological activity of these prototypes were evaluated in cultured cells after transfection and in mice following homologous prime/boost immunization. Our findings reveal good levels of RBD protein expression with most of the formulations. In C57BL/6 mice immunized intramuscularly with two doses of formulated RBD-mRNA, the modified lipid nanoparticle (mLNP) and the classical lipid nanoparticle (LNP-1) were the most effective delivery nanocarriers at inducing binding and neutralizing antibodies against SARS-CoV-2. Both prototypes fully protected susceptible K18-hACE2 transgenic mice from morbidity and mortality following a SARS-CoV-2 challenge. These results highlight that modulation of mRNAs immunogenicity can be achieved by using alternative nanocarriers and support further assessment of mLNP and LNP-1 prototypes as delivery vehicles for mRNA vaccines.

DOI: 10.1038/s41541-024-00838-8

  • El investigador Mariano Esteban Rodríguez, jefe del grupo de Poxvirus y Vacunas del CNB-CSIC, ha sido distinguido este viernes con el Premio Castilla y León de Investigación Científica y Técnica e Innovación.
  • Lidera en la actualidad uno de los dos proyectos del CNB-CSIC para lograr una vacuna contra el coronavirus SARS-CoV-2.

El jurado ha valorado "su estudio de la biología de los virus y el desarrollo de aplicaciones, en particular vacunas, para erradicar algunas de las enfermedades más mortíferas de la humanidad como el SIDA, la hepatitis C o la malaria. Actualmente se encuentra trabajando en el desarrollo de una vacuna frente al COVID-19. El jurado ha querido destacar además su alto número de publicaciones científicas y su gran impacto, que revelan una extensa y muy fructifera carrera de prestigio internacional".

El fallo, por otra parte, ha puesto en valor "cómo el trabajo de investigación de décadas permite estar preparados para afrontar los problemas que van surgiendo, como la pandemia que actualmente sufrimos".

 

  • Los investigadores del CNB-CSIC lideran dos proyectos para lograr una vacuna contra el coronavirus SARS-CoV-2.

Los virólogos del Centro Nacional de Biotecnología del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CNB-CSIC) Luis Enjuanes y Mariano Esteban han recibido hoy, junto a la farmacóloga María José Alonso, de la Universidad de Santiago de Compostela, la Medalla de Plata al Mérito en la Investigación y la Educación Universitaria, que concede el Gobierno, en una ceremonia celebrada en la sede central del CSIC, en Madrid. La bioquímica del CSIC Margarita Salas y el historiador Santos Juliá han recibido la Medalla de Oro al Mérito en la Investigación y la Educación Universitaria a título póstumo.

Al acto de entrega han acudido la vicepresidenta del Gobierno Carmen Calvo; el ministro de Ciencia e Innovación, Pedro Duque; el ministro de Universidades, Manuel Castells; el Alto representante de la Unión Europea para Asuntos Exteriores y Política de Seguridad, Josep Borrell; el subsecretario de Ciencia e Innovación, Pablo Martín; el secretario general de Investigación Rafael Rodrigo; y la presidenta del CSIC, Rosa Menéndez. Margarita Salas: Considerada como la precursora de la biología molecular en España, y tras casi sesenta años de una constante y fructífera carrera profesional en el ámbito de la investigación, Margarita Salas recibió en 2019 a título póstumo la Medalla al Mérito en la Investigación y en la Educación Universitaria en su categoría de Oro.

  • Carmen Elena Gómez recibe el Premio de Investigación de la Real Academia Nacional de Farmacia (RANF)
  • Mariano Esteban recibe la medalla de oro Carracido por su trayectoria científica y académica.

Carmen Elena Gómez, investigadora del Departamento de Biología Molecular y Celular del CNB ha sido distinguida (ex aequo) con el Premio de Investigación de la Real Academia Nacional de Farmacia (RANF). La entrega de este galardón ha tenido lugar en la sede de la Academia el día 15 de enero de 2020.

El ensayo clínico fase I de un procedimiento de vacunación basado en varios componentes combinados contra el virus VIH, causante del SIDA, ha concluido. La vacuna testada incluye un vector de ADN, un vector viral atenuado MVA y un componente proteico. Los resultados indican que el procedimiento de vacunación más efectivo consiste en administrar cada uno de los componentes por separado. El componente viral MVA ha sido desarrollado en los laboratorios del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC.

El Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB-CSIC) participa en un proyecto europeo cuyo objetivo es controlar la replicación del virus del sida sin necesidad de utilizar terapia con antirretrovirales.

Por tercer año consecutivo, la revista QUO junto con el CSIC ha seleccionado a los 12 investigadores más destacados de la ciencia española. Entre ellos se encuentra Mariano Esteban, virólogo del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB-CSIC) que dirige el laboratorio de poxvirus y vacunas del centro.

El laboratorio del investigador Mariano Esteban, del Centro Nacional de Biotecnología del CSIC (CNB-CSIC) forma parte de la nueva Alianza Europea por una Vacuna Contra el VIH (EHVA). La asociación está formada por 39 instituciones de todo el mundo y financiada con 28.2 millones de euros. Su objetivo es impulsar el desarrollo de nuevos métodos preventivos y terapéuticos con los que afrontar el gran reto del VIH/SIDA.

J Virol. 2015; pii: JVI.03061-14.

Delaloye J, Filali-Mouhim A, Cameron MJ, Haddad EK, Harari A, Goulet JP, Gomez CE, Perdiguero B, Esteban M, Pantaleo G, Roger T, Sékaly RP, Calandra T.

J Virol. 2015; pii: JVI.03061-14NYVAC, a highly attenuated, replication-restricted poxvirus, is a safe and immunogenic vaccine vector. Deletion of immune evasion genes encoded by poxviruses is an attractive strategy for improving their immunogenic properties.

Using system biology approaches, we herein describe the enhanced immunological profile of NYVAC vectors expressing the HIV-1 clade C env-gag-pol-nef genes (NYVAC-C) with single or double deletion of genes encoding type I (ΔB19R) or type II (ΔB8R) interferon (IFN)-binding proteins. Transcriptomic analyses of human monocytes infected with NYVAC-C, NYVAC-C-ΔB19R or NYVAC-C-ΔB8RB19R revealed a concerted up-regulation of innate immune pathways (IFN-stimulated genes [ISGs]) of increasing magnitude with NYVAC-C-ΔB19R and NYVAC-C-ΔB8RB19R relative to NYVAC-C. Deletion of B8R and B19R resulted in an enhanced activation of IRF3, IRF7 and STAT1, robust production of type I IFN and of ISGs whose expressions were inhibited by anti-type I IFN antibodies. Interestingly, NYVAC-C -ΔB8RB19R induced the production of much higher levels of pro-inflammatory cytokines (TNF, IL-6 and IL-8) than NYVAC-C or NYVAC-C-ΔB19R as well as a strong inflammasome response (caspase-1 and IL-1β) in infected monocytes. Top network analyses showed that this broad ΔB8RB19R-mediated response was organized around two up-regulated gene expression nodes (TNF and IRF7).

Consistent with these findings, monocytes infected with NYVAC-C-ΔB8RB19R induced a stronger type I IFN-dependent and IL-1-dependent allogenic CD4+-T-cell response than NYVAC-C or NYVAC-C-ΔB19R. Dual deletion of type I and type II IFN immune evasion genes in NYVAC markedly enhanced its immunogenic properties via an increased expression of type I IFNs and IL-1β and make it an attractive candidate HIV vaccine vector.

Sci Rep. 2015; 5: 7691.

Daszkiewicz L, Vázquez-Mateo C, Rackov G, Ballesteros-Tato A, Weber K, Madrigal-Avilés A, Di Pilato M, Fotedar A, Fotedar R, Flores JM, Esteban M, Martínez-A C, Balomenos D.

Sci Rep. 2015; 5: 7691Self/non-self discrimination characterizes immunity and allows responses against pathogens but not self-antigens. Understanding the principles that govern this process is essential for designing autoimmunity treatments. p21 is thought to attenuate autoreactivity by limiting T cell expansion.

Here, we provide direct evidence for a p21 role in controlling autoimmune T cell autoreactivity without affecting normal T cell responses. We studied C57BL/6, C57BL/6/lpr and MRL/lpr mice overexpressing p21 in T cells, and showed reduced autoreactivity and lymphadenopathy in C57BL/6/lpr, and reduced mortality in MRL/lpr mice. p21 inhibited effector/memory CD4+ CD8+ and CD4CD8 lpr T cell accumulation without altering defective lpr apoptosis. This was mediated by a previously non-described p21 function in limiting T cell overactivation and overproduction of IFN-γ, a key lupus cytokine. p21 did not affect normal T cell responses, revealing differential p21 requirements for autoreactive and normal T cell activity regulation.

The underlying concept of these findings suggests potential treatments for lupus and autoimmune lymphoproliferative syndrome, without compromising normal immunity.

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