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Un anticorpo tetravalente migliore blocca l'infezione SARS-CoV-2

Proprio mentre la pandemia COVID-19 continua a costare migliaia di vite e causa milioni di casi universalmente, gli studi stanno continuando a stabilire i rimedi sicuri ed efficaci alla malattia.

Un nuovo studio pubblicato sul bioRxiv* del " server " della pubblicazione preliminare nel giugno 2020 mostra il potenziale di nuova molecola di fusione chiamata una proteina biparatopic per inibire l'interazione virale con il ricevitore della cellula ospite ACE2. Ciò ha potuto piombo alle applicazioni terapeutiche.

Ci sono stati sette coronaviruses che hanno causato la malattia in esseri umani, compreso gli scoppi passati di SAR e di MERS. Tuttavia, non c'è attualmente vaccino contro tutto lo sforzo di coronavirus e perfino l'immunità naturale non si è rivelata essere sostenuta. La ricerca più iniziale durante l'epidemia di SAR suggerisce che la reinfezione possa accadere.

Una rappresentazione schematica che mostra il flusso di lavoro della scoperta di neutralizzazione dell
Una rappresentazione schematica che mostra il flusso di lavoro della scoperta di neutralizzazione dell'anticorpo

Plasma convalescente

Poiché le prove vaccino non sono conosciute per continuare rapido dovuto la natura intrinseca del processo di sviluppo, gli scienziati stanno girando verso altre opzioni terapeutiche. Uno è l'amministrazione di plasma convalescente, che si è rivelato essere sicuro e efficacemente ha diminuito la tariffa delle complicazioni cliniche come i sintomi respiratori in pazienti con COVID-19 severo.

Ciò nonostante, questo è improbabile da essere una soluzione realizzabile su vasta scala poiché dipende dalla disponibilità di abbastanza donatori con un'alta concentrazione di anticorpi anti-SARS-CoV-2 ed impianti elaborare il siero per neutralizzare tutti gli altri agenti patogeni virali prima della trasfusione. Tuttavia, molti ditte farmaceutiche e ricercatori accademici hanno esplorato la possibilità di isolazione degli anticorpi di neutralizzazione dai pazienti recuperati dall'inizio dell'anno in corso.

In generale, questi anticorpi monovalenti hanno un'affinità debole per la proteina virale della punta, che la rende bisognosa per schermare i numerosi anticorpi per trovare uno che ha un'abilità di neutralizzazione potente. Un altro approccio è di usare gli approcci di calcolo per raggiungere la maturazione di affinità in silico in modo da ottenere un di più alto livello di affinità obbligatoria.

Altre opzioni: Cocktail dell'anticorpo e rACE2

Alcuni gruppi hanno ricorso a usando una miscela degli anticorpi di neutralizzazione per assicurare la neutralizzazione adeguata, ma questa aumenta il costo e la difficoltà della lavorazione. Un'altra tecnica usata spesso è di bloccare il recettore cellulare ospite per il virus, vale a dire, enzima di conversione dell'angiotensina (ACE2).

L'uso di ACE2 recombinante ha provato riuscito nella diminuzione del caricamento delle particelle virali e dei tassi di accrescimento virali in celle coltivate e nei organoids, imitando il ricevitore naturale. Tuttavia, il homodimer bivalente di APN01 chiamato ACE2 ha un'emivita troppo breve e modo poco familiare di interazione con la proteina della punta (s) del virus per fornire l'efficace blocco.

Proteina novella 89C8-ACE2 di fusione

Per lavorare intorno a questo, i ricercatori hanno usato una proteina di fusione, composta di ACE2 fuso con un dominio di Fc, per formare una molecola bivalente recombinante ACE2 con un'emivita più lunga e per aumentare la sua affinità per la proteina virale S1, che a sua volta lo rende più potente ad impedire l'entrata virale. Lo studio corrente descrive la molecola biparatopic novella progettata dalla fusione dell'anticorpo di neutralizzazione 89C8 con ACE2 recombinante (89C8-ACE2). Questa molecola di fusione lega al dominio del N-terminale (NTD) dell'sottounità S1 della proteina di S.

I vantaggi di questa molecola sono la sue più alta affinità obbligatoria ed abilità di neutralizzazione indicate sia sulle analisi di infettività del virus che pseudotyping. La progettazione è egualmente importante affinchè il suo potenziale blocchi altri coronaviruses pure poiché non lega al dominio dell'ricevitore-associazione (RBD) dello S1 ma al NTD. Il RBD è un'area che può sfuggire all'associazione via le mutazioni. Evitando questo, i ricercatori offrono una progettazione più universale per una droga terapeutica che potrebbe essere estendere ad altre malattie infettive pure.

Illustrazione schematica della progettazione biparatopic di anticorpo-fusione 89C8-ACE2
Illustrazione schematica della progettazione biparatopic di anticorpo-fusione 89C8-ACE2

Selezionare l'anticorpo

Il primo punto era di isolare gli anticorpi specifici contro questo virus, che è stato effettuato sugli esemplari di sangue da dieci donatori. Tre di loro hanno avuti una forte risposta dell'anticorpo alla proteina recombinante S1, che è stata usata per identificare la presenza di linfociti B specifici di memoria contro il virus. Queste celle sono state usate per costruire tre librerie con sequenze dell'anticorpo.

Queste librerie sono state usate per la selezione della visualizzazione del lievito, con la proteina recombinante S1 fusa al Fabs delle molecole specifiche dell'anticorpo anti-S1. Queste molecole dell'anticorpo ora sono state selezionate dalle perle magnetiche rivestite e sono state ordinate per rendere, per concludere, 115 sequenze favolose uniche nelle paia. Fra questi, 50 sono stati selezionati per produrre un anticorpo monoclonale (mAbs) per ulteriore prova.

Questi 50 mAbs sono stati permessi legare alle celle coltivate, che hanno espresso l'intera sequenza della proteina S1 ed hanno caratterizzato.

I ricercatori poi hanno messo a fuoco sulla produzione della proteina recombinante di fusione di anti-S1 ACE2 che ha avuta beni biparatopic, capace degli epitopi dell'associazione due simultaneamente. Ciò, quindi, sarebbe migliore a legare lo S1. Lo scopo era di produrre gli anticorpi capaci del blocco dell'interazione S1-ACE2. Qui, l'anticorpo 89C8 ha mostrato le migliori e caratteristiche obbligatorie più veloci e la qualità favolosa.

Sviluppo della costruzione di Biparatopic

Hanno costruito una molecola biparatopic in cui 2 molecole ACE2 sono fuse con un linker al dominio del C-terminale (CTD) della catena pesante 89C8. Appena per il confronto, le molecole che comprendono ACE2 hanno fuso al NTD della catena leggera o della catena pesante dell'anticorpo. Soltanto alle le molecole dirette CTD video la forte associazione.

Quando 89C8 è stato provato da sè, l'associazione era forte e continua. Con la molecola di ACE2-Fc, l'associazione è descritta come “su veloce veloce fuori.„ Ma con la costruzione biparatopic 89C8-ACE2, legare era sia continuo che multivalent, con più forte affinità obbligatoria di conseguenza confrontata all'anticorpo monovalente e possibilmente la protezione più lunga.

Il ACE2-Fc è un inibitore naturale dell'associazione S1/ACE2 ma con affinità obbligatoria monovalente debole. Può bloccare l'associazione della proteina solubile di SARS-CoV-2 S1 con ACE2, ma la costruzione è stata trovata per avere cento volte più potenza. 89C8 non è riuscito a bloccare questa interazione affatto.

Capacità di neutralizzazione potente

Quando la costruzione è stata provata a neutralizzazione dell'infezione SARS-CoV-2, è stato trovato completamente per neutralizzare il virus pseudotyped, simile ad Ace-F'e 89C8 ha raggiunto la neutralizzazione di 90%. Tuttavia, il titolo di neutralizzazione era contrassegnato più basso confrontato agli altri due, mostrando la sua potenza. Egualmente ha provato la sua capacità di neutralizzazione nelle colture cellulari infettate con il virus indigeno, diminuendo le placche da 50% e 90% a 1.7nM e 6,2 nanometro, rispettivamente, confrontati a 3,7 nanometro e a 33,3 nanometro, rispettivamente, per ACE2-Fc. Egualmente ha superato il potenziale di neutralizzazione di una costruzione nanobody di fusione, BHH72-Fc, che ha vasta abilità di neutralizzazione contro betaCoV, legante lo S1-RBD.

Vantaggi ed applicazioni della costruzione

L'uso del NTD è uno strumento potente di didascalia contro SAR-CoV e SARS-CoV-2, essendo un obiettivo comune dovuto l'alta omologia. L'uso di ACE2 recombinante come esca è suggerito dal fatto che ACE2-Ig solubile, o l'essere umano solubile recombinante ACE2, possa inibire l'infezione con questo virus. Inoltre, ACE2 egualmente protegge il polmone dalla lesione durante l'infezione COVID-19.

L'uso di doppie copie di ACE2 con l'anticorpo di neutralizzazione sfrutta due meccanismi, vale a dire, didascalia diretta dell'interazione ACE2-S1 e chiuderla a chiave contro il cambiamento conformazionale, con l'associazione estremamente avida. La costruzione ha associazione multivalent potente che è sostenuta simultaneamente per fino a 2 ore, con l'avidità eccezionale dovuto la sua associazione agli entrambi NTD dello S1 come pure del suo RBD.

I ricercatori commentano, “le combinazioni dell'anticorpo che mirano agli epitopi distinti possono agire sinergico con conseguente riduzione del dosaggio richiesto per la potenza terapeutica come pure del rischio di fuga immune attraverso i cambiamenti mutational.„

Con le concentrazioni inibitorie picomolar e l'attività di neutralizzazione superiore confrontata all'anticorpo indigeno, al ACE2 recombinante o persino al VHH72-Fc, la molecola 89C8-ACE2 è un cavo di promessa per lo sviluppo terapeutico per COVID-19 come pure altre malattie infettive.

Avviso *Important

il bioRxiv pubblica i rapporti scientifici preliminari che pari-non sono esaminati e, pertanto, non dovrebbero essere considerati conclusivi, guida la pratica clinica/comportamento correlato con la salute, o trattato come informazioni stabilite.

Journal reference:
Dr. Liji Thomas

Written by

Dr. Liji Thomas

Dr. Liji Thomas is an OB-GYN, who graduated from the Government Medical College, University of Calicut, Kerala, in 2001. Liji practiced as a full-time consultant in obstetrics/gynecology in a private hospital for a few years following her graduation. She has counseled hundreds of patients facing issues from pregnancy-related problems and infertility, and has been in charge of over 2,000 deliveries, striving always to achieve a normal delivery rather than operative.

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