Development of a Lassa/Rabies virus vaccine based on the rabies vector

Abstract

Lassa fever (LF), is a viral hemorrhagic fever caused by Lassa virus (LASV), for which neither an approved vaccine or effective treatment is available. LASV is an endemic virus in western Africa and a major health and economic burden, causing an estimate 100,000-300,000 infections yearly, with the number of reported infections increasing in the last years. This thesis describes the development of LASSARAB, a dual LF and rabies vaccine based on recombinant rabies vector. Rabies is another equally important disease in Africa that is estimated to cause thousands of deaths every year, despite vaccination being available. LASSARAB uses a codon optimized version of LASV’s glycoprotein (GPC) as its LASV immunogen. After confirming that LASSARAB expresses and incorporates GPC in the virions, LASSARAB’s potential as an LF vaccine was tested using several LASSARAB based vaccine candidates: inactivated LASSARAB formulated in PBS only; inactivated LASSARAB formulated with GLA-SE adjuvant (a TLR-4 agonist); live-LASSARAB; and live-LASSARAB-ΔG, a variant of LASSARAB that lacks the Rabies G gene. Inactivated LASSARAB formulations induced a significant GPC specific IgG response above background with LASSARAB+GLA-SE inducing higher IgG titers than LASSARAB alone as well as a lower IgG1/IgG2c ratio. Neither live- LASSARAB vector induced a significant LASV GPC immune response. In LASV challenge studies, in both guinea pig and mouse, inactivated LASSARAB+GLA-SE, significantly protected 80% of the animals against LF disease. Higher titers of anti-GPC IgGs were correlated with protection independently of LASV neutralizing titers. Instead, non-neutralizing LASV GPC-specific antibodies, through antibody-dependent cellular functions (ADCC and ADCP) appear to the main drivers of protection against LF as demonstrated by in vitro and in vivo studies. Overall, these findings demonstrate an effective inactivated LF and rabies vaccine and suggest a novel correlate of protection for LF. Currently, further LASSARAB immunogenicity studies using NHPs are underway determine its eligibility for clinical phase 1 trials.

A febre de Lassa (LF), é uma febre hemorrágica viral causada pelo vírus Lassa (LASV), para a qual não existe nem vacina ou tratamento aprovado. O LASV é um vírus presente na África ocidental que incute um pesado encargo na saúde pública regional, e estima-se que causa 100,000 a 300,000 infeções por ano. Esta tese é sobre o desenvolvimento de LASSARAB, uma potencial vacina contra a LF e Raiva baseada num vetor do vírus da Raiva recombinante. A Raiva, é outra doença igualmente importante em África que causa milhares de mortes todos anos apesar de haver vacina disponível. LASSARAB usa uma versão codon-optimized da glicoproteína de LASV (GPC) como o imunogénio de base contra LASV. Após confirmar que LASSARAB expressa e incorpora o LASV GPC nas partículas virais, o potencial de LASSARAB foi testado através de vários candidatos incluindo: LASSARAB inativado formulado em PBS apenas; LASSARAB inativado formulado com o adjuvante GLA-SE (um agonista TLR4); LASSARAB vivo; e LASSARAB-ΔG vivo, uma variante de LASSARAB que não expressa o gene da glicoproteína de raiva. Ambos os candidatos LASSARAB inativados induziram uma elevada resposta imune contra GPC, com LASSARAB+GLA-SE induzindo níveis de IgGs contra GPC mais elevados assim como um ratio IgG1/IgG2c mais baixo. Em estudos de exposição com LASV em porquinhos da Índia e ratinhos, o LASSARAB+GLA-SE inativo foi capaz de proteger em 80% os animais contra LF. Níveis mais elevados de IgGs específicos para GPC, foram correlacionados com proteção independentemente dos níveis de anticorpos neutralizantes contra LASV. Pelo contrário, IgGs específicos contra GPC não neutralizantes, através de funções celulares dependentes de anticorpos (ADCC e ADCP) parecem ser os principais intervenientes na proteção contra LF. Em conjunto, estes resultados demonstram uma vacina inativada eficaz contra LF e Raiva e sugerem uma correlação de proteção contra LF, baseado na resposta de IgGs específicos contra GPC. Atualmente, estudos em primatas estão a decorrer para testar a imunogenicidade de LASSARAB neste modelo em preparação para clinical phase 1 trials.