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Un anticuerpo tetravalente perfeccionado ciega la infección SARS-CoV-2

Incluso durante el pandémico COVID-19 continúa costar millares de vidas y causa millones de casos por todo el mundo, los estudios están continuando establecer los remedios seguros y de manera efectiva para la enfermedad.

Un nuevo estudio publicado en el bioRxiv* del servidor de la prueba preliminar muestra en junio de 2020 el potencial de una nueva molécula de la fusión llamada una proteína biparatopic para inhibir la acción recíproca viral con el receptor de la célula huesped ACE2. Esto podía llevar a los usos terapéuticos.

Ha habido siete coronaviruses que causaron enfermedad en seres humanos, incluyendo los últimos brotes de MERS y del SARS. Sin embargo, no hay vacuna contra ninguna deformación del coronavirus actualmente, e incluso la inmunidad natural no se ha demostrado ser sostenida. La investigación anterior durante la epidemia del SARS sugiere que la reinfección pueda ocurrir.

Un diagrama esquemático que muestra el flujo de trabajo del descubrimiento de neutralización del anticuerpo
Un diagrama esquemático que muestra el flujo de trabajo del descubrimiento de neutralización del anticuerpo

Plasma convaleciente

Puesto que las juicios vaccíneas no se saben para proceder rápidamente debido a la naturaleza intrínseca del proceso de desarrollo, los científicos están girando hacia otras opciones terapéuticas. Uno es la administración del plasma convaleciente, que se ha demostrado ser segura y ha reducido efectivo el índice de complicaciones clínicas como síntomas respiratorios en pacientes con COVID-19 severo.

No obstante, esto es poco probable ser una solución realizable a gran escala puesto que depende de la disponibilidad de suficiente donantes con una alta concentración de los anticuerpos anti-SARS-CoV-2, e instalaciones tramitar el suero para neutralizar cualquier otro patógeno viral antes de la transfusión. Sin embargo, muchas empresas farmacéuticas e investigadores académicos han explorado la posibilidad de aislar los anticuerpos de neutralización de pacientes recuperados desde el comienzo del año en curso.

Totales, estos anticuerpos monovalentes tienen una afinidad débil para la proteína viral del pico, que la hace necesaria para revisar los anticuerpos numerosos para encontrar uno que tenga una capacidad de neutralización potente. Otra aproximación es utilizar aproximaciones de cómputo para lograr la maduración de la afinidad in silico para obtener un de alto nivel de la afinidad obligatoria.

Otras opciones: Cócteles del anticuerpo y rACE2

Algunas personas han recurrido a usar una mezcla de anticuerpos de neutralización para asegurar la neutralización adecuada, pero ésta aumenta el costo y la dificultad de la manufactura. Otra técnica de uso frecuente es cegar el receptor de la célula huesped para el virus, a saber, enzima angiotensina-que convierte (ACE2).

El uso de ACE2 recombinante ha probado acertado en reducir la carga de partículas virales y de tasas de crecimiento virales en células cultivadas y en organoids, imitando el receptor natural. Sin embargo, el homodimer bivalente de APN01 llamado ACE2 tiene una semivida demasiado corta y manera desconocida de la acción recíproca con la proteína del pico (s) del virus para ofrecer el bloqueo efectivo.

Proteína nueva 89C8-ACE2 de la fusión

Para trabajar alrededor de esto, los investigadores han utilizado una proteína de la fusión, integrada por ACE2 fundido con un dominio de Fc, para formar una molécula bivalente recombinante ACE2 con una semivida más larga y para aumentar su afinidad para la proteína viral S1, que a su vez hace más potente en la inhibición del asiento viral. El estudio actual describe la molécula biparatopic nueva diseñada de la fusión del anticuerpo de neutralización 89C8 con ACE2 recombinante (89C8-ACE2). Esta molécula de la fusión ata al dominio de la N-terminal (NTD) de la subunidad S1 de la proteína de S.

Las ventajas de esta molécula son su afinidad obligatoria más alta y capacidad de neutralización mostradas en análisis de la contagiosidad el pseudotyping y del virus. El diseño es también importante para que su potencial ciegue otros coronaviruses también puesto que no ata al dominio receptor-obligatorio (RBD) del S1 sino al NTD. El RBD es un área que puede escape el atascamiento vía mutaciones. Evitando esto, los investigadores ofrecen un diseño más universal para una droga terapéutica que se podría extender a otras enfermedades infecciosas también.

Ejemplo esquemático del diseño biparatopic de la anticuerpo-fusión 89C8-ACE2
Ejemplo esquemático del diseño biparatopic de la anticuerpo-fusión 89C8-ACE2

Selección del anticuerpo

El primer paso era aislar los anticuerpos específicos contra este virus, que fue realizado en especímenes de la sangre a partir de diez donantes. Tres de ellos tenían una reacción fuerte del anticuerpo a la proteína recombinante S1, que fue utilizada para determinar la presencia de células de B específicas de la memoria contra el virus. Estas células fueron utilizadas para construir tres bibliotecas de series del anticuerpo.

Estas bibliotecas fueron utilizadas para la investigación del despliegue de la levadura, con la proteína recombinante S1 fundida al Fabs de las moléculas específicas del anticuerpo anti-S1. Estas moléculas del anticuerpo ahora fueron seleccionadas por las molduras magnéticas revestidas y clasificación para rendir, finalmente, 115 series fabulosas únicas en pares. Entre éstos, 50 fueron seleccionados para producir un anticuerpo monoclonal (mAbs) para la prueba adicional.

Estos 50 mAbs fueron permitidos atar a las células cultivadas, que expresaron la serie entera de la proteína S1 y la caracterizaron.

Los investigadores entonces se centraron en producir una proteína recombinante de la fusión de anti-S1 ACE2 que tenía propiedades biparatopic, capaz de atar dos epitopos simultáneamente. Esto, por lo tanto, sería mejor en atar el S1. El objetivo era producir los anticuerpos capaces de cegar la acción recíproca S1-ACE2. Aquí, el anticuerpo 89C8 mostró características de enlace mejores y más rápidas y calidad fabulosa.

Construcción de la construcción de Biparatopic

Dirigieron una molécula biparatopic en donde 2 moléculas ACE2 se funden con una máquina para hacer chorizos al dominio de la C-terminal (CTD) de la cadena pesada 89C8. Apenas para la comparación, las moléculas que comprendían ACE2 fundieron al NTD de la cadena liviana o de la cadena pesada del anticuerpo. Solamente las moléculas del CTD-salto visualizaron el atascamiento fuerte.

Cuando 89C8 fue probado en sí mismo, el atascamiento era fuerte y sostenido. Con la molécula de ACE2-Fc, el atascamiento se describe como “en-rápido rápido lejos.” Pero con la construcción biparatopic 89C8-ACE2, el atar era sostenido y polivalente, con una afinidad obligatoria más fuerte como consecuencia comparada al anticuerpo monovalente, y posiblemente una protección más larga.

El ACE2-Fc es un inhibidor natural del S1/ACE2 que ata pero con afinidad obligatoria monovalente débil. Puede cegar el atascamiento de la proteína soluble de SARS-CoV-2 S1 con ACE2, pero la construcción fue encontrada para tener cientos veces más potencia. 89C8 no pudo cegar esta acción recíproca en absoluto.

Capacidad de neutralización potente

Cuando la construcción fue probada para la neutralización de la infección SARS-CoV-2, fue encontrado para neutralizar totalmente el virus pseudotyped, similar a Ace-Fc, y 89C8 logró la neutralización del 90%. Sin embargo, el título de la neutralización era marcado más inferior comparado a los otros dos, mostrando su potencia. También probó su capacidad de la neutralización en los cultivos celulares infectados con el virus nativo, reduciendo placas por el 50% y el 90% en 1.7nM y 6,2 nanómetro, respectivamente, comparados a 3,7 nanómetro y a 33,3 nanómetro, respectivamente, para ACE2-Fc. También superó el potencial de neutralización de una construcción nanobody de la fusión, BHH72-Fc, que tiene capacidad amplia de la neutralización contra betaCoV, atando el S1-RBD.

Ventajas y usos de la construcción

El uso del NTD es una herramienta que ciega potente contra los SARS-CoV y SARS-CoV-2, siendo un objetivo común debido a la alta homología. El uso de ACE2 recombinante como señuelo es sugerido por el hecho de que ACE2-Ig soluble, o el ser humano soluble recombinante ACE2, pueda inhibir la infección con este virus. Por otra parte, ACE2 también protege el pulmón contra daño durante la infección COVID-19.

El uso de copias dobles de ACE2 con el anticuerpo de neutralización explota dos mecanismos, a saber, el cegar directo de la acción recíproca ACE2-S1, e inmovilización de él contra cambio conformacional, con el atascamiento extremadamente ávido. La construcción tiene atascamiento polivalente potente que se sostenga por hasta 2 horas, con la avidez excepcional debido a su atascamiento ambos los NTD del S1 así como de su RBD simultáneamente.

Los investigadores comentan, las “combinaciones del anticuerpo que apuntan epitopos distintos pueden actuar sinérgico dando por resultado la reducción de la dosificación requerida para la potencia terapéutica así como del riesgo de escape inmune a través de cambios mutacionales.”

Con concentraciones inhibitorias picomolar, y la actividad de neutralización superior comparada al anticuerpo nativo, al ACE2 recombinante o aún al VHH72-Fc, la molécula 89C8-ACE2 es un avance prometedor para el revelado terapéutico para COVID-19 así como otras enfermedades infecciosas.

Advertencia *Important

el bioRxiv publica los partes científicos preliminares que par-no se revisan y, por lo tanto, no se deben mirar como concluyentes, conduce práctica clínica/comportamiento relativo a la salud, o tratado como información establecida.

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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