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Neutralização eficaz de SARS-CoV-2 pelos nanobodies sintéticos que visam a proteína do ponto

Em seu papel recente do bioRxiv*, um grupo multinacional de pesquisadores relatou o isolamento e a caracterização rápidos dos nanobodies de uma biblioteca sintética (conhecida como sybodies) que alvo o domínio receptor-obrigatório (RBD) da proteína do ponto do coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) - com uma capacidade impressionante alta da neutralização.

O agente causal da doença do coronavirus (COVID-19) que isso, em alguns casos, conduz à pneumonia atípica severa nos seres humanos, foi identificado rapidamente como um coronavirus novo e designado como SARS-CoV-2.

A pesquisa fundamental que seguiu sua descoberta encontrou que SARS-CoV-2 explora o receptor deconversão da enzima 2 (ACE2) para incorporar pilhas de anfitrião, que é facilitado primeiramente pela proteína viral do ponto.

As subunidades da proteína acima mencionada do ponto contêm um domínio receptor-obrigatório (RBD) que possa comutar entre expor “acima” da conformação e “para baixo” de uma conformação, o último que é inacessível para o emperramento ACE2.

Vírus SARS-CoV-2 que ligam aos receptors ACE-2 em uma pilha humana, a fase inicial COVID-19 da infecção, ilustração 3D conceptual. Crédito de imagem: Kateryna Kon/Shutterstock
Vírus SARS-CoV-2 que ligam aos receptors ACE-2 em uma pilha humana, a fase inicial COVID-19 da infecção, ilustração 3D conceptual. Crédito de imagem: Kateryna Kon/Shutterstock

Em todo caso, parar este evento obrigatório pararia a infecção; daqui, os anticorpos de neutralização terapêuticos constituem uma aproximação giratória do termo do curto-à-media para abordar a pandemia COVID-19. Todavia, uma aproximação tradicional à produção do anticorpo é impedida na produção cara e tempos de revelação protelados.

Enquanto uma alternativa, nanobodies (isto é, anticorpos do único-domínio) pode igualmente ser utilizada para finalidades do tratamento, com diversas vantagens: seus tamanho pequeno, simplicidade da produção, e estabilidade aumentada. Conseqüentemente, a revelação das bibliotecas dos sybodies permite uma selecção rápida, barata, e estrita das pastas contra alvos terapêuticos.

Neste estudo, um grupo de investigação de Alemanha, Suécia, de África do Sul, e de Suíça relatou a selecção, biofísica, e a análise estrutural dos sybodies que podem ser usados para finalidades do tratamento.

Classificação através de uma biblioteca dos sybodies

A selecção de Synbody em RBD biotinylated (isto é, quando a biotina é anexada covalently a uma proteína) foi realizada com os três procedimentos estabelecidos de seguimento sybody das bibliotecas (côncavas, laço, e corpo convexo). Neste projecto, um total de 33 sybodies foi derivado do côncavo, de 32 do laço, e de 20 da biblioteca convexa.

O enriquecimento das pastas contra RBD foi observado pròxima pela reacção em cadeia quantitativa da polimerase (qPCR). Além disso, para obter uma compreensão detalhada da actividade de neutralização das pastas identificadas, os pesquisadores executaram ensaios da interferometria da bio-camada para monitorar ACE2 o emperramento RBD imobilizado.

Além, para testar se os sybodies selecionados podem eficazmente neutralizar SARS-CoV-2, este grupo executou um ensaio da neutralização com as partículas lentiviral pseudotyped com proteína do ponto SARS-CoV-2

Finalmente, para confirmar todas as observações em relação às propriedades da neutralização, um teste da competição sob circunstâncias do equilíbrio foi desenvolvido a fim avaliar o emperramento de 23 sybody muito poderosos (Sb23) à proteína do ponto. Isto foi feito na presença ou na ausência de ACE2 usando o thermophoresis do microscale.

23 sybody poderosos seleccionados como um frontrunner

Os pesquisadores demonstraram que a aproximação combinada usada neste estudo representa uns trabalhos rápidos viáveis para selecionar pastas com a actividade de neutralização contra SARS-CoV-2, mas igualmente outros vírus recentemente emergentes. Mais especificamente, mostrou-se que poderiam competir com a ligação a ACE-2 e eficazmente neutralizar o pseudovirus do ponto SARS-CoV-2.

“Em particular, Sb23 liga a RBD de recombinação assim como à glicoproteína do ponto da pre-fusão com afinidade alta e mostra a actividade muito poderoso da neutralização”, diz autores do estudo em seu papel do bioRxiv. “Um modelo da dispersão de raio X do pequeno-ângulo de um complexo RBD-Sb23 indicou que Sb23 liga à proximidade do local ACE2 obrigatório no RBD”, eles adiciona.

Finalmente, uma estrutura da microscopia do cryo-elétron do limite Sb23 ao ponto mostra que Sb23 está situado no local ACE2 obrigatório no RBD em “acima” e de “para baixo” conformação - desse modo efficaciously obstruir o emperramento ACE2. Adicionalmente, a reconstrução da microscopia do cryo-elétron revelou uma conformação completamente nova do ponto, onde dois RBDs estão no “acima” da conformação de ACE2-binding.

Reconstrução Cryo-EM do limite do ponto SARS-CoV-2 a Sb23 - (a) Local-apontou o mapa do culômbio e o modelo potenciais dos desenhos animados do limite Sb23 à proteína do ponto conformação do ` no 2-up
Reconstrução Cryo-EM do limite do ponto SARS-CoV-2 a Sb23 - (a) Local-apontou o mapa do culômbio e o modelo potenciais dos desenhos animados do limite Sb23 à proteína do ponto conformação do ` no 2-up'. (b) Local-apontou o mapa do culômbio e o modelo potenciais dos desenhos animados do limite Sb23 à proteína do ponto conformação do ` no 1-up'. (c) Modelo dos desenhos animados de ponto encadernado de Sb23- no ` 1-up do ` 2-up (direito)' (deixado)' exibição da conformação como o emperramento ACE2 é obstruído Sb23 pelo limite ao RBD conformação no ` acima' assim como Sb23 limitado ao RBD vizinho para baixo na conformação.

Pastas eficazes como um foco terapêutico potencial

As bibliotecas sintéticas são certamente uma abordagem alternativa viável à revelação rápida da droga, com a promessa rapidamente de gerar pastas altamente específicas com potencial adequado da neutralização. Este esforço inventivo da pesquisa evidenciou certamente este.

Nenhuns dos sybodies originais identificados neste trabalho eram idênticos entre duas selecções independentes usando as mesmas bibliotecas, sublinhando, por sua vez, a diversidade aumentada das três bibliotecas, assim como seu potencial para escolher diversas pastas diferentes da alto-afinidade.

Também, uma conformação nova identificada neste estudo faz resumos previamente não expostos acessíveis para a revelação de pastas terapêuticas dentro da cavidade central do ponto, que inclui a parcela mais baixa do RBD e potencial igualmente a região helicoidal central da proteína do ponto.

Em conclusão, a pandemia COVID-19 abriu nossos olhos a como as tensões virais previamente desconhecidas podem ràpida emergir e espalhar através dos continentes, causando víctimas significativas muito em um quadro de curto período de tempo. Conseqüentemente, a possibilidade ràpida de desenvolver o tratamento contra tais tensões virais novas é algo que nós devemos consolidar para o futuro.

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. 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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