코미팜

목록목록
미국 FDA CTAP 업데이트 9,14
  • 20/09/15 08:43
  • 조회 650
gregory16 자기 소개가 없습니다.

FDA and global partners to analyze coronavirus samples

Effort to help inform development of SARS-COV-2 diagnostics, vaccines, and therapeutics


코로나 바이러스 샘플 분석을위한 FDA 및 글로벌 파트너

SARS-COV-2 진단, 백신 및 치료제 개발을 알리기위한 노력

Background | Project Description | Project outcomes | Additional reading

Performer: University of LiverpoolExternal Link Disclaimer
Project leader: Julian Hiscox, PhD
Contract value: $5,402,198
Project dates: September 2020 ? September 2023

Background

The emergence of SARS-CoV-2 in 2019 and the associated COVID-19 pandemic, and prior SARS-CoV and MERS-CoV outbreaks, demonstrate the significant threat posed by coronaviruses. Since there are currently no licensed therapeutics or vaccines to prevent or treat infections from these specific viruses or coronaviruses in general, there is an urgent need to support development and evaluation of relevant medical countermeasures (MCMs).

Project description

In this Medical Countermeasures Initiative (MCMi) regulatory science project, the University of Liverpool (ULIV) and international partners will analyze SARS-CoV-2, SARS-CoV, and MERS-CoV clinical samples, collected through global partnerships, to better understand coronavirus evolution and virulence, characterize host-pathogen interactions and immunity, and identify biomarkers of disease progression and severity. Through the sequence analysis of current and ongoing collection of samples from humans and animals, this project will help inform the real-time performance of molecular-based diagnostics (e.g., genetic drift that may evade the current molecular diagnostic tests).

This project also has the potential to provide a better understanding of vaccine and therapeutic targets, including biomarkers of protection, potential development of antiviral resistance, and host-directed therapeutics for a broad range of coronaviruses. The pattern of severe disease in COVID-19 is similar to both MERS and SARS, particularly with regard to an enhanced and overt host inflammatory response. This will be investigated and compared in human and animal models. Identification of potentially common pathways would provide necessary information for development of host-directed MCMs.

The project will also examine in vitro models of coronavirus infection, including human organs-on-chips, to elucidate how these models compare to in vivo responses in animal models and humans. Ultimately, these in vitro models will result in enhanced MCM screening methods.

Collaborators include:

Project outcomes

During this project, the University of Liverpool and international partners listed above, will perform RNA sequencing and immunological analysis of samples from patients who were infected with SARS-CoV-2, SARS-CoV, and MERS-CoV during the 2019-20 pandemic and outbreaks in 2003-2004 (SARS-CoV) and MERS-CoV (since 2012). The project will use a biobank of diverse samples from humans with these infections and compare their response to relevant animal models and in vitro systems being used to develop MCMs.

Major objectives of this project include:

  • Characterizing viral genetics during infection and identifying whether sites targeted by diagnostics and therapeutics are under sel ection pressure. This will also assess whether the major drivers in evolution are mutation and/or recombination; the latter is a natural byproduct of coronavirus RNA synthesis.
  • Assessing the host response to mild and severe coronavirus infection and identifying any commonalities and differences. This will correlate observations in humans with findings from relevant animal models used in the development of MCMs. Here machine learning approaches will be used to interrogate the large datasets generated and identify patterns.
  • Further characterizing the properties of SARS-CoV-2 and MERS-CoV in cell culture with a specific focus on cell lines and systems used for screening candidate MCMs.
  • Developing and assessing organs-on-chips technology for investigating severe coronavirus infection and their application to MCM evaluation. This will use the data generated in the previous objectives for both human infections and animal models.

The primary planned outcomes of this project are to:

  1. Identify viral evolution in longitudinal samples (nasal aspirates/blood/plasma) taken from patients with MERS-CoV and SARS-CoV-2 using Illumina, PacBio, and Oxford Nanopore-based technologies.
  2. Identify host biomarkers and immune responses through gene and protein expression patterns, using RNAseq, long read sequencing, proteomics, machine learning, digital cell quantification, cytometry, and multiplex tissue imaging in longitudinal samples taken from patients with SARS-CoV, MERS-CoV, and SARS-CoV-2 with metadata including clinical information on disease progression and outcomes.
  3. Characterization of in vitro host pathogen interactions and comparison to in vivo responses for SARS-CoV, MERS-CoV, and SARS-CoV-2. This will range from using traditional continuous cell culture models for benchmarked high-throughput analysis to three-dimensional culture from clinical samples to emerging technologies such as organs-on-chips and marrying with approaches including CODEXExternal Link Disclaimer.

This project is funded through the MCMi Regulatory Science Extramural Research program, and is supported through partnership with the Office of Biodefense Research Resources, and Translational Research, Division of Microbiology and Infectious Diseases, National Institute of Allergy and Infectious Diseases (NIAID), National Institutes of Health (NIH).


Additional reading

Moore SC, Penrice-Randal R, Alruwaili M, et al. Amplicon based MinION sequencing of SARS-CoV-2 and metagenomic characterisation of nasopharyngeal swabs from patients with COVID-19. MedRxiv [preprint]. 2020 Mar 8. DOI: 10.1101/2020.03.05.20032011 - full text External Link Disclaimer(open access)

Davidson AD, Williamson MK, Lewis S, et al. Characterisation of the transcriptome and proteome of SARS-CoV-2 using direct RNA sequencing and tandem mass spectrometry reveals evidence for a cell passage induced in-frame deletion in the spike glycoprotein that removes the furin-like cleavage site. Genome Medicine. 2020 Mar 24. DOI: 10.1186/s13073-020-00763-0 - full text External Link Disclaimer(open access)

Daly JL,  Simonetti B,  Ant?n-Pl?garo C, et al. Neuropilin-1 is a host factor for SARS-CoV-2 infection. Dose-dependent response to infection with SARS-CoV-2 in the ferret model: evidence of protection to re-challenge BioRxiv [preprint]. 05 Jun 2020. DOI: 10.1101/2020.06.05.134114 - full textExternal Link Disclaimer (open access)

Ryan KA, Bewley KR, Fotheringham SA, et al. Dose-dependent response to infection with SARS-CoV-2 in the ferret model: evidence of protection to re-challenge. BioRxiv [preprint]. 29 May 2020. DOI: 10.1101/2020.05.29.123810 - full text External Link Disclaimer(open access)

Related links

배경 | 프로젝트 설명 | 프로젝트 성과 | 추가 읽기

출연자 : University of Liverpool?External Link 면책 조항
프로젝트 리더 : Julian Hiscox, PhD
계약 금액 : $ 5,402,198
프로젝트 날짜 : 2020 년 9 월 ? 2023 년 9 월

배경

2019 년 SARS-CoV-2의 출현과 관련 COVID-19 전염병, 이전의 SARS-CoV 및 MERS-CoV 발병은 코로나 바이러스에 의한 심각한 위협을 보여줍니다. 현재 이러한 특정 바이러스 또는 일반적으로 코로나 바이러스의 감염을 예방하거나 치료할 수있는 허가 된 치료제 또는 백신이 없기 때문에 관련 의료 대책 (MCM)의 개발 및 평가를 지원해야하는 시급한 필요성이 있습니다.

프로젝트 설명

이 MCMi (Medical Countermeasures Initiative) 규제 과학 프로젝트에서 리버풀 대학 (ULIV) 및 국제 파트너는 글로벌 파트너십을 통해 수집 된 SARS-CoV-2, SARS-CoV 및 MERS-CoV 임상 샘플을 분석하여 코로나 바이러스를 더 잘 이해합니다. 진화 및 독성, 숙주 병원체 상호 작용 및 면역을 특성화하고 질병 진행 및 중증도의 바이오 마커를 식별합니다. 이 프로젝트는 인간과 동물의 현재 및 진행중인 샘플 수집에 대한 시퀀스 분석을 통해 분자 기반 진단 (예 : 현재의 분자 진단 테스트를 피할 수있는 유전자 드리프트)의 실시간 성능을 알리는 데 도움이 될 것입니다.

이 프로젝트는 또한 보호 바이오 마커, 항 바이러스 내성의 잠재적 개발 및 광범위한 코로나 바이러스에 대한 숙주 지향 치료제를 포함하여 백신 및 치료 표적에 대한 더 나은 이해를 제공 할 잠재력을 가지고 있습니다. COVID-19의 중증 질병 패턴은 특히 강화되고 명백한 숙주 염증 반응과 관련하여 MERS 및 SARS와 유사합니다. 이것은 인간과 동물 모델에서 조사되고 비교 될 것입니다. 잠재적으로 공통된 경로를 식별하면 숙주 지향 MCM 개발에 필요한 정보를 제공 할 수 있습니다.

이 프로젝트는 또한 인간 장기 칩 (organs-on-chips)을 포함한 코로나 바이러스 감염의 체외 모델을 조사하여 이러한 모델이 동물 모델 및 인간의 생체 내 반응과 어떻게 비교되는지 설명 할 것입니다. 궁극적으로 이러한 시험관 내 모델은 향상된 MCM 스크리닝 방법을 제공합니다.
공동 작업자는 다음과 같습니다.
? Public Health England, UK? 외부 링크 고지 사항
? 영국 브리스톨 대학교 ? 외부 링크 고지 사항
? 사우디 아라비아 King Fahad Medical City? 외부 링크 고지 사항
? 과학, 기술 및 연구 기관 (A * STAR), 싱가포르 ? 외부 링크 고지 사항
? University of Oxford, UK?External Link Disclaimer

프로젝트 결과

이 프로젝트 동안 리버풀 대학과 위에 나열된 국제 파트너는 2019-20 대유행 기간 동안 SARS-CoV-2, SARS-CoV 및 MERS-CoV에 감염된 환자의 샘플에 대한 RNA 시퀀싱 및 면역 학적 분석을 수행합니다. 2003-2004 년 (SARS-CoV) 및 MERS-CoV (2012 년 이후)에 발병했습니다. 이 프로젝트는 이러한 감염이있는 인간의 다양한 샘플의 바이오 뱅크를 사용하고 MCM 개발에 사용되는 관련 동물 모델 및 시험관 내 시스템에 대한 반응을 비교합니다.

이 프로젝트의 주요 목표는 다음과 같습니다.
? 감염 중 바이러스 유전학을 특성화하고 진단 및 치료 대상 부위가 선택 압력을 받고 있는지 확인합니다. 이것은 또한 진화의 주요 동인이 돌연변이 및 / 또는 재조합인지 여부를 평가할 것입니다. 후자는 코로나 바이러스 RNA 합성의 자연적인 부산물입니다.
? 경증 및 중증 코로나 바이러스 감염에 대한 호스트 반응을 평가하고 공통점과 차이점을 식별합니다. 이것은 인간 관찰과 MCM 개발에 사용 된 관련 동물 모델의 결과를 연관시킬 것입니다. 여기에서는 생성 된 대규모 데이터 세트를 조사하고 패턴을 식별하는 데 기계 학습 접근 방식이 사용됩니다.
? 세포 배양에서 SARS-CoV-2 및 MERS-CoV의 특성을 추가로 특성화하고 후보 MCM을 선별하는 데 사용되는 세포주 및 시스템에 중점을 둡니다.
? 심각한 코로나 바이러스 감염을 조사하고 MCM 평가에 적용하기위한 장기 칩 기술 개발 및 평가. 이것은 인간 감염과 동물 모델 모두에 대해 이전 목표에서 생성 된 데이터를 사용합니다.

이 프로젝트의 주요 계획 결과는 다음과 같습니다.
1. Illumina, PacBio 및 Oxford Nanopore 기반 기술을 사용하여 MERS-CoV 및 SARS-CoV-2 환자에서 채취 한 종단 샘플 (비강 흡 인물 / 혈액 / 혈장)에서 바이러스 진화를 식별합니다.
2. SARS-CoV, MERS- 환자에서 채취 한 종단 샘플에서 RNAseq, long read sequencing, proteomics, machine learning, digital cell quantification, cytometry, multiplex tissue imaging을 사용하여 유전자 및 단백질 발현 패턴을 통해 숙주 바이오 마커와 면역 반응을 식별합니다. CoV 및 SARS-CoV-2 (질병 진행 및 결과에 대한 임상 정보 포함)
3. SARS-CoV, MERS-CoV 및 SARS-CoV-2에 대한 시험관 내 숙주 병원체 상호 작용의 특성화 및 생체 내 반응과 비교. 이는 벤치마킹 된 고 처리량 분석을 위해 전통적인 연속 세포 배양 모델을 사용하는 것부터 임상 샘플에서 3 차원 배양, 장기 칩 (organs-on-chips)과 같은 신기술과 CODEX?External Link Disclaimer를 포함한 접근 방식과의 결합에 이르기까지 다양합니다.

이 프로젝트는 MCMi Regulatory Science Extramural Research 프로그램을 통해 자금을 지원하며, Office of Biodefense Research Resources, 중개 연구, 미생물학 및 전염병 부서, 국립 알레르기 및 전염병 연구소 (NIAID), 국립 연구소와의 파트너십을 통해 지원됩니다. of Health (NIH).
Moore SC, Penrice-Randal R, Alruwaili M, et al. SARS-CoV-2의 Amplicon 기반 MinION 시퀀싱 및 COVID-19 환자의 비 인두 면봉의 메타 게놈 특성 분석. MedRxiv [사전 인쇄]. 2020 Mar 8. DOI : 10.1101 / 2020.03.05.20032011-전문 ?External Link Disclaimer (open access)

Davidson AD, Williamson MK, Lewis S, 외. 직접 RNA 시퀀싱 및 탠덤 질량 분석법을 사용하여 SARS-CoV-2의 전 사체 및 프로테옴의 특성화는 푸린과 유사한 절단 부위를 제거하는 스파이크 당 단백질에서 프레임 내 결실을 유도 한 세포 통로에 대한 증거를 보여줍니다. 게놈 의학. 2020 Mar 24. DOI : 10.1186 / s13073-020-00763-0-전문 ?External Link Disclaimer (open access)

Daly JL, Simonetti B, Ant?n-Pl?garo C, et al. Neuropilin-1은 SARS-CoV-2 감염의 숙주 인자입니다. 흰 족제비 모델에서 SARS-CoV-2 감염에 대한 용량 의존적 반응 : BioRxiv를 다시 시도하기위한 보호 증거 [사전 인쇄]. 05 Jun 2020. DOI : 10.1101 / 2020.06.05.134114-전문 ?External Link Disclaimer (오픈 액세스)

Ryan KA, Bewley KR, Fotheringham SA, 외. 흰 족제비 모델에서 SARS-CoV-2 감염에 대한 용량 의존적 반응 : 재시험에 대한 보호의 증거. BioRxiv [사전 인쇄]. 29 May 2020. DOI : 10.1101 / 2020.05.29.123810-전체 텍스트 ? 외부 링크 고지 사항 (오픈 액세스)

관련된 링크들
? 심각한 코로나 바이러스 감염에 대한 이해를 높이기위한 새로운 ? 4m 연구 ?External Link Disclaimer (University of Liverpool 보도 자료, 2020 년 9 월 14 일)?