Current approaches in the development of vaccines against infectious viral diseases

Abstract

Vaccination remains one of the most successful biomedical interventions for preventing viral diseases. While early vaccines were developed by attenuating the infectious agent in cell cultures or by inactivation, new delivery platforms are on the rise thanks to the advent of genetic engineering. The COVID-19 pandemic stimulated the rapid adoption and a massive deployment of these platforms. Viral vector vaccines elicit antigen expression within cells and induce a robust cytotoxic T cell response, unlike protein subunit vaccines conferring mainly humoral immunity. mRNA vaccines also deliver the antigen inside the cells while offering more manageable and faster manufacturing possibilities. Unlike DNA-based vaccines, mRNA does not enter the nucleus, and thus, the probability of disrupting gene expression in the recipient cell is diminished. This thesis aims to offer an overview of current approaches in vaccinology and discuss the various platforms in use. The thesis will also present recent advances in the development of prophylactic vaccines against infections with human immunodeficiency virus-1 (HIV-1) and hepatitis C virus (HCV) and also will focus on a recently proposed strategy for vaccine development based on non-cognate ligands mimicking epitopes recognised by broadly neutralising antibodies...

Vakcinace zůstává jednou z klíčových biomedicínských intervencí v prevenci virových nákaz. Zatímco rané vakcíny byly vyvíjené atenuací infekčního agens pasážovaním nebo inaktivací, díky pokrokům v oblasti genového inženýrství jsou na vzestupu nové vakcinační platformy. Pandemie nemoci COVID-19 způsobila rychlou adopci a celosvětové nasazení těchto platforem. Vektorové vakcíny vyvolávají expresi antigenu v buňkách a indukují robustní odpověď cytotoxických T lymfocytů, čímž dosahují lepších výsledků, než vakcíny podjednotkové, které stimulují primárně humorální imunitu. mRNA vakcíny nabízejí jednodušší a rychlejší výrobu i škálovatelnost. Na rozdíl od vakcín na bázi DNA, mRNA nevstupuje do buněčného jádra, a tím se snižuje pravděpodobnost narušení genomu buněk. Tato práce si klade za cíl nabídnout přehled současných přístupů ve vývoji protivirových vakcín a diskutovat o různych užívaných platformách. Práce také představí nedávný vývoj profylaktických vakcín proti viru lidské imunodeficience (HIV-1) a viru způsobujícího žloutenku typu C (HCV) a novou strategii založenou na proteinech mimikujících epitopy infekčních agens, a to pomocí "otisků" paratopů široce neutralizujících protilátek. Klíčová slova: vakcína, profylaktická vakcinace, virus, virový antigen, HCV, HIV, mimotop, široce neutralizující...