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Efficace neutralizzazione di SARS-CoV-2 dai nanobodies sintetici che mirano alla proteina della punta

In loro documento recente del bioRxiv*, un gruppo multinazionale di ricercatori ha riferito l'isolamento e la caratterizzazione rapidi dei nanobodies da una libreria sintetica (conosciuta come gli sybodies) che obiettivo il dominio dell'ricevitore-associazione (RBD) della proteina della punta di coronavirus 2 di sindrome respiratorio acuto severo (SARS-CoV-2) - con un'abilità in maniera sconvolgente alta di neutralizzazione.

L'agente causativo della malattia di coronavirus (COVID-19) che quello, piombo in alcuni casi a polmonite atipica severa in esseri umani, rapidamente che è stato identificato come coronavirus novello e che è stato designato come SARS-CoV-2.

La ricerca fondamentale che ha seguito la sua scoperta ha trovato che SARS-CoV-2 sfrutta il ricevitore dell'enzima di conversione dell'angiotensina 2 (ACE2) per entrare nelle cellule ospiti, che soprattutto è facilitato dalla proteina virale della punta.

Gli sottounità della proteina suddetta della punta contengono un dominio che (RBD) può passare fra esposto “„ su conformazione e “giù„ su una conformazione, l'ultimo dell'ricevitore-associazione che è inaccessibile per l'associazione ACE2.

Virus SARS-CoV-2 che legano ai ricevitori ACE-2 su una cellula umana, la fase iniziale COVID-19 dell
Virus SARS-CoV-2 che legano ai ricevitori ACE-2 su una cellula umana, la fase iniziale COVID-19 dell'infezione, illustrazione concettuale 3D. Credito di immagine: Kateryna Kon/Shutterstock

Comunque, fermare questo evento obbligatorio fermerebbe l'infezione; quindi, gli anticorpi di neutralizzazione terapeutici costituiscono un approccio chiave di termine di breve media per affrontare la pandemia COVID-19. Ciò nonostante, un approccio tradizionale a produzione dell'anticorpo è ostacolato entro produzione costosa e tempi di sviluppo prolungati.

Mentre un'alternativa, i nanobodies (cioè, anticorpi del unico dominio) può anche essere utilizzata per gli scopi del trattamento, con parecchi vantaggi: la loro semplicità di produzione e di piccola dimensione e stabilità aumentata. Di conseguenza, lo sviluppo delle librerie degli sybodies permette ad una selezione rapida, economica e rigorosa dei raccoglitori contro gli obiettivi terapeutici.

In questo studio, un gruppo di ricerca dalla Germania, la Svezia, il Sudafrica e la Svizzera hanno riferito la selezione, biofisica e l'analisi strutturale degli sybodies che possono essere usati per gli scopi del trattamento.

Ordinando attraverso una libreria degli sybodies

La selezione di Synbody su RBD biotinylated (cioè, quando la biotina in covalenza è fissata ad una proteina) è stata effettuata con le tre procedure stabilite seguenti sybody delle biblioteche (concave, ciclo e convex). In questo progetto, complessivamente 33 sybodies sono stati derivati dal concavo, da 32 dal ciclo e da 20 dalla libreria convessa.

L'arricchimento dei raccoglitori contro RBD è stato osservato da vicino da reazione a catena quantitativa della polimerasi (qPCR). Inoltre, per ottenere una comprensione approfondita dell'attività di neutralizzazione dei raccoglitori identificati, i ricercatori hanno eseguito le analisi di interferometria del bio--livello per riflettere ACE2 l'associazione RBD vincolato.

Inoltre, per provare se gli sybodies selezionati possono efficacemente neutralizzare SARS-CoV-2, questo gruppo ha eseguito un'analisi di neutralizzazione con le particelle lentiviral pseudotyped con la proteina della punta SARS-CoV-2

Per concludere, confermare tutte le osservazioni per quanto riguarda i beni di neutralizzazione, una prova della concorrenza nelle circostanze di equilibrio è stata sviluppata per valutare l'associazione di 23 sybody molto potenti (Sb23) alla proteina della punta. Ciò è stata fatta in presenza o assenza di ACE2 mediante usando il thermophoresis di microscala.

23 sybody potenti selezionati come frontrunner

I ricercatori hanno dimostrato che l'approccio combinato utilizzato in questo studio rappresenta un flusso di lavoro veloce possibile per selezionare i raccoglitori con attività di neutralizzazione contro SARS-CoV-2, ma anche altri virus recentemente emergenti. Più specificamente, è stato indicato che potrebbero fare concorrenza all'associazione a ACE-2 e efficacemente neutralizzare lo pseudovirus della punta SARS-CoV-2.

“In particolare, Sb23 lega a RBD recombinante come pure alla glicoproteina della punta di pre-fusione con alta affinità e mostra l'attività molto potente di neutralizzazione„, dice gli autori di studio in loro documento del bioRxiv. “Un modello di scattering dei raggi x di piccolo-angolo di un complesso RBD-Sb23 ha indicato che Sb23 lega nelle vicinanze della sede del legame ACE2 sul RBD„, essi aggiunge.

Per concludere, una struttura di microscopia dell'cryo-elettrone del limite Sb23 alla punta indica che Sb23 è situato nella sede del legame ACE2 sul RBD in sia “su„ che “giù„ conformazione - quindi efficace bloccare l'associazione ACE2. Ulteriormente, la ricostruzione di microscopia dell'cryo-elettrone ha rivelato una conformazione completamente novella della punta, in cui due RBDs sono in “„ su conformazione di ACE2-binding.

Ricostruzione Cryo-EM del limite della punta SARS-CoV-2 a Sb23 - (a) mappa di coulomb e modello potenziali Locale-affilati del fumetto del limite Sb23 alla proteina della punta conformazione del ` nel 2-up
Ricostruzione Cryo-EM del limite della punta SARS-CoV-2 a Sb23 - (a) mappa di coulomb e modello potenziali Locale-affilati del fumetto del limite Sb23 alla proteina della punta conformazione del ` nel 2-up'. (b) Locale-ha affilato la mappa di coulomb ed il modello potenziali del fumetto del limite Sb23 alla proteina della punta conformazione del ` nel 1-up'. (c) modello del fumetto della punta rilegata di Sb23- nel ` 1-up del ` 2-up (giusto)' (lasciato)' rappresentazione di conformazione come l'associazione ACE2 è bloccata Sb23 dal limite al RBD conformazione nel ` su' come pure Sb23 limitato al RBD vicino giù nella conformazione.

Efficaci raccoglitori come fuoco terapeutico potenziale

Le librerie sintetiche sono effettivamente un metodo alternativo di alternativa fattibile allo sviluppo rapido della droga, con la promessa rapidamente della generazione dei raccoglitori altamente specifici con potenziale adeguato di neutralizzazione. Questo sforzo inventivo della ricerca effettivamente ha provato questo.

Nessuno degli sybodies unici identificati in questo lavoro erano identici fra due selezioni indipendenti facendo uso delle stesse librerie, sottolineanti, a sua volta, la diversità aumentata delle tre librerie come pure il loro potenziale per la scelta dei raccoglitori vari di alto-affinità.

Inoltre, una conformazione novella identificata in questo studio rende gli epitopi precedentemente non esposti accessibili per lo sviluppo dei raccoglitori terapeutici all'interno dell'intercapedine centrale della punta, che comprende la parte più bassa del RBD e potenzialmente egualmente la regione elicoidale centrale della proteina della punta.

In conclusione, la pandemia COVID-19 ha aperto i nostri occhi a quanto gli sforzi virali precedentemente sconosciuti possono emergere e spargersi rapido attraverso i continenti, causando i feriti significativi molto nel telaio di periodo ridotto. Di conseguenza, la possibilità rapido di sviluppare il trattamento contro tali sforzi virali novelli è qualcosa che dovremmo consolidare per il futuro.

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. Tomislav Meštrović

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Dr. Tomislav Meštrović

Dr. Tomislav Meštrović is a medical doctor (MD) with a Ph.D. in biomedical and health sciences, specialist in the field of clinical microbiology, and an Assistant Professor at Croatia's youngest university - University North. In addition to his interest in clinical, research and lecturing activities, his immense passion for medical writing and scientific communication goes back to his student days. He enjoys contributing back to the community. In his spare time, Tomislav is a movie buff and an avid traveler.

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