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Um anticorpo tetravalent melhorado obstrui a infecção SARS-CoV-2

Mesmo enquanto a pandemia COVID-19 continua a custar milhares de vidas e causa milhões de casos no mundo inteiro, os estudos estão indo sobre estabelecer remédios seguros e eficazes para a doença.

Um estudo novo publicado no bioRxiv* do server da pré-impressão mostra em junho de 2020 o potencial de uma molécula nova da fusão chamada uma proteína biparatopic para inibir a interacção viral com o receptor da pilha de anfitrião ACE2. Isto podia conduzir às aplicações terapêuticas.

Houve sete coronaviruses que causaram a doença nos seres humanos, incluindo as manifestações passadas de MERS e de SARS. Contudo, não há nenhuma vacina contra nenhuma tensão do coronavirus presentemente, e mesmo a imunidade natural não foi provada ser sustentada. Uma pesquisa mais adiantada durante a epidemia do SARS sugere que o reinfection possa ocorrer.

Um diagrama esquemático que mostra os trabalhos da descoberta de neutralização do anticorpo
Um diagrama esquemático que mostra os trabalhos da descoberta de neutralização do anticorpo

Plasma convalescente

Desde que as experimentações vacinais não são sabidas para continuar ràpida devido à natureza intrínseca do processo de revelação, os cientistas estão girando para outras opções terapêuticas. Um é a administração do plasma convalescente, que foi provado ser seguro e reduziu eficazmente a taxa de complicações clínicas como sintomas respiratórios nos pacientes com COVID-19 severo.

Todavia, isto é pouco susceptível de ser uma solução praticável em grande escala desde que depende da disponibilidade de bastante doadores com uma concentração alta dos anticorpos anti-SARS-CoV-2, e facilidades processar o soro para neutralizar todos os outros micróbios patogénicos virais antes da transfusão. Contudo, muitos empresas farmacêuticas e pesquisadores académicos exploraram a possibilidade de isolar anticorpos de neutralização dos pacientes recuperados desde o início do ano em curso.

Totais, estes anticorpos monovalentes têm uma afinidade fraca para a proteína viral do ponto, que a faz indispensável para seleccionar anticorpos numerosos para encontrar um que tem uma capacidade de neutralização poderosa. Uma outra aproximação é usar aproximações computacionais para conseguir in silico a maturação da afinidade para obter um de mais alto nível de afinidade obrigatória.

Outras opções: Cocktail do anticorpo e rACE2

Algumas equipes recorreram a usar uma mistura de anticorpos de neutralização para assegurar a neutralização adequada, mas esta aumenta o custo e a dificuldade da fabricação. Uma outra técnica usada frequentemente é obstruir o receptor da pilha de anfitrião para o vírus, a saber, enzima deconversão (ACE2).

O uso de ACE2 de recombinação provou bem sucedido em reduzir a carga de partículas virais e de taxa de crescimento virais em pilhas cultivadas e nos organoids, imitando o receptor natural. Contudo, o homodimer bivalente de APN01 chamado ACE2 tem uma meia-vida demasiado curto e o modo estranho de interacção com a proteína do ponto (s) do vírus para fornecer o bloqueio eficaz.

Proteína nova 89C8-ACE2 da fusão

Para trabalhar em torno disto, os pesquisadores usaram uma proteína da fusão, compor de ACE2 fundido com um domínio de Fc, para formar uma molécula ACE2 bivalente de recombinação com uma meia-vida mais longa e para aumentar sua afinidade para a proteína S1 viral, que faz por sua vez mais poderoso em inibir a entrada viral. O estudo actual descreve a molécula biparatopic nova projetada da fusão do anticorpo de neutralização 89C8 com ACE2 de recombinação (89C8-ACE2). Esta molécula da fusão liga ao domínio do N-terminal (NTD) da subunidade S1 da proteína de S.

As vantagens desta molécula são suas afinidade obrigatória mais alta e capacidade de neutralização mostradas em ensaios da infectividade pseudotyping e de vírus. O projecto é igualmente importante para que seu potencial obstrua outros coronaviruses também desde que não liga ao domínio receptor-obrigatório (RBD) do S1 mas ao NTD. O RBD é uma área que possa escapar o emperramento através das mutações. Evitando isto, os pesquisadores oferecem um projecto mais universal para uma droga terapêutica que poderia ser estendida a outras doenças infecciosas também.

Ilustração esquemática do projecto biparatopic da anticorpo-fusão 89C8-ACE2
Ilustração esquemática do projecto biparatopic da anticorpo-fusão 89C8-ACE2

Selecionando o anticorpo

A primeira etapa era isolar os anticorpos específicos contra este vírus, que foi realizado em espécimes do sangue de dez doadores. Três deles tiveram uma resposta forte do anticorpo à proteína S1 de recombinação, que foi usada para identificar a presença de pilhas de B específicas da memória contra o vírus. Estas pilhas foram usadas para construir três bibliotecas de seqüências do anticorpo.

Estas bibliotecas foram usadas para a selecção do indicador do fermento, com a proteína S1 de recombinação fundida ao Fabs de moléculas específicas do anticorpo anti-S1. Estas moléculas do anticorpo agora foram seleccionadas por grânulos magnéticos revestidos e classificadas para render, finalmente, 115 seqüências fabulosos originais em pares. Entre estes, 50 foram seleccionados para produzir um anticorpo monoclonal (mAbs) para um teste mais adicional.

Estes 50 mAbs foram permitidos ligar às pilhas cultivadas, que expressaram a seqüência inteira da proteína S1 e a caracterizaram.

Os pesquisadores centraram-se então sobre a produção de uma proteína de recombinação da fusão de anti-S1 ACE2 que tivesse propriedades biparatopic, capaz de ligar dois resumos simultaneamente. Isto, seria conseqüentemente melhor em ligar o S1. O alvo era produzir os anticorpos capazes de obstruir a interacção S1-ACE2. Aqui, o anticorpo 89C8 mostrou melhores e características obrigatórias mais rápidas e a qualidade fabuloso.

Construindo a construção de Biparatopic

Projectaram uma molécula biparatopic onde 2 moléculas ACE2 são fundidas com um linker ao domínio do C-terminal (CTD) da corrente 89C8 pesada. Apenas para a comparação, as moléculas que compreendem ACE2 fundiram ao NTD da corrente clara ou da corrente pesada do anticorpo. Somente as moléculas do CTD-limite indicaram o emperramento forte.

Quando 89C8 foi testado por si só, o emperramento era forte e sustentado. Com a molécula de ACE2-Fc, o emperramento é descrito como “em-rápido rápido fora.” Mas com a construção biparatopic 89C8-ACE2, ligar era sustentada e multivalente, com a afinidade obrigatória mais forte em conseqüência comparada ao anticorpo monovalente, e possivelmente protecção mais longa.

O ACE2-Fc é um inibidor natural do S1/ACE2 que liga mas com afinidade obrigatória monovalente fraca. Pode obstruir o emperramento da proteína solúvel de SARS-CoV-2 S1 com ACE2, mas a construção foi encontrada para ter cem vezes mais potência. 89C8 não obstruiu esta interacção de todo.

Capacidade de neutralização poderoso

Quando a construção foi testada para a neutralização da infecção SARS-CoV-2, encontrou-se para neutralizar completamente o vírus pseudotyped, similar a Ace-Fc, e 89C8 conseguiu a neutralização de 90%. Contudo, o titer da neutralização era marcada mais baixo comparado aos outros dois, mostrando sua potência. Igualmente provou sua capacidade da neutralização nas culturas celulares contaminadas com o vírus nativo, reduzindo chapas por 50% e 90% em 1.7nM e 6,2 nanômetro, respectivamente, comparados a 3,7 nanômetro e a 33,3 nanômetro, respectivamente, para ACE2-Fc. Igualmente outperformed o potencial de neutralização de uma construção nanobody da fusão, BHH72-Fc, de que tem a capacidade larga da neutralização contra o betaCoV, ligando o S1-RBD.

Vantagens e aplicações da construção

O uso do NTD é uma ferramenta de obstrução poderosa contra SARS-CoV e SARS-CoV-2, sendo um alvo comum devido à homologia alta. O uso de ACE2 de recombinação como um chamariz é sugerido pelo facto de que ACE2-Ig solúvel, ou o ser humano solúvel de recombinação ACE2, possam inibir a infecção com este vírus. Além disso, ACE2 igualmente protege o pulmão contra ferimento durante a infecção COVID-19.

O uso de cópias dobro de ACE2 com o anticorpo de neutralização explora dois mecanismos, a saber, obstrução directa da interacção ACE2-S1, e travamento dela contra a mudança conformational, com o emperramento extremamente ávido. A construção tem o emperramento multivalente poderoso que é sustentado por até 2 horas, com a avidez excepcional devido a seu emperramento a ambos os NTD do S1 assim como de seu RBD simultaneamente.

Os pesquisadores comentam, do “as combinações anticorpo que visam resumos distintos podem actuar synergistically tendo por resultado a redução da dosagem exigida para a potência terapêutica assim como do risco de escape imune através das mudanças mutational.”

Com concentrações inibitórios picomolar, e a actividade de neutralização superior comparada ao anticorpo nativo, ao ACE2 de recombinação ou mesmo ao VHH72-Fc, a molécula 89C8-ACE2 é um chumbo prometedor para a revelação terapêutica para COVID-19 assim como outras doenças infecciosas.

Observação *Important

o bioRxiv publica os relatórios científicos preliminares que par-não são revistos e, não devem conseqüentemente ser considerados como conclusivos, guia a prática clínica/comportamento saúde-relacionado, ou tratado como a informação estabelecida.

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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