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Neutralización efectiva de SARS-CoV-2 por los nanobodies sintetizados que apuntan la proteína del pico

En su papel reciente del bioRxiv*, un grupo multinacional de investigadores denunció el aislamiento y la caracterización rápidos de nanobodies de una biblioteca sintetizada (conocida como sybodies) que objetivo el dominio receptor-obligatorio (RBD) de la proteína del pico del coronavirus 2 de la neumonía asiática (SARS-CoV-2) - con una capacidad llamativo alta de la neutralización.

El agente causativo de la enfermedad del coronavirus (COVID-19) que eso, lleva en algunos casos a la pulmonía anormal severa en seres humanos, que fue determinada rápidamente como coronavirus nuevo y que señalada como SARS-CoV-2.

La investigación fundamental que siguió su descubrimiento encontró que SARS-CoV-2 explota el receptor de la enzima angiotensina-que convierte 2 (ACE2) para incorporar las células huesped, que es facilitado sobre todo por la proteína viral del pico.

Las subunidades de la proteína ya mencionada del pico contienen un dominio receptor-obligatorio (RBD) que pueda cambiar entre expuesto “encima” de la conformación y “hacia abajo” de una conformación, este último que es inaccesible para el atascamiento ACE2.

Virus SARS-CoV-2 que atan a los receptores ACE-2 en una célula humana, el escenario inicial COVID-19 de la infección, ejemplo conceptual 3D. Haber de imagen: Kateryna Kon/Shutterstock
Virus SARS-CoV-2 que atan a los receptores ACE-2 en una célula humana, el escenario inicial COVID-19 de la infección, ejemplo conceptual 3D. Haber de imagen: Kateryna Kon/Shutterstock

En todo caso, parar esta acción obligatoria pararía la infección; por lo tanto, los anticuerpos de neutralización terapéuticos constituyen una aproximación de corto a medio giratoria del término para abordar el pandémico COVID-19. No obstante, una aproximación tradicional a la producción del anticuerpo se obstaculiza por la producción costosa y tiempos de revelado prolongados.

Mientras que una opción, nanobodies (es decir, anticuerpos del único-dominio) se puede también utilizar para los propósitos del tratamiento, con varias ventajas: su simplicidad tamaño pequeño, de la producción, y estabilidad creciente. Por lo tanto, el revelado de bibliotecas de sybodies habilita una selección rápida, barata, y rigurosa de aglutinantes contra objetivos terapéuticos.

En este estudio, un grupo de investigación de Alemania, Suecia, Suráfrica, y Suiza denunciaron la selección, biofísica, y el análisis estructural de los sybodies que se pueden utilizar para los propósitos del tratamiento.

Clasificación a través de una biblioteca de sybodies

La selección de Synbody en RBD biotinylated (es decir, cuando la biotina covalente se sujeta a una proteína) se ha realizado con los tres procedimientos establecidos de siguiente sybody de las bibliotecas (cóncavas, rizo, y cuerpo). En este proyecto, un total de 33 sybodies fueron derivados del cóncavo, de 32 del rizo, y de 20 de la biblioteca convexa.

El enriquecimiento de aglutinantes contra RBD fue observado de cerca por la reacción en cadena cuantitativa de polimerasa (qPCR). Por otra parte, para obtener una comprensión profundizada de la actividad de neutralización de los aglutinantes determinados, los investigadores realizaron análisis de la interferometría de la bio-capa para vigilar ACE2 el atascamiento RBD inmovilizado.

Además, para probar si los sybodies seleccionados pueden neutralizar efectivo SARS-CoV-2, este grupo realizó un análisis de la neutralización con las partículas lentiviral pseudotyped con la proteína del pico SARS-CoV-2

Finalmente, confirmar todas las observaciones con respecto a propiedades de la neutralización, una prueba de la competencia bajo condiciones del equilibrio fue desarrollada para valorar el atascamiento de 23 sybody muy potentes (Sb23) a la proteína del pico. Esto fue hecha en la presencia o la ausencia de ACE2 usando thermophoresis de la microescala.

23 sybody potentes escogidos como frontrunner

Los investigadores han demostrado que la aproximación combinada usada en este estudio representa un flujo de trabajo rápido viable para seleccionar aglutinantes con actividad de neutralización contra SARS-CoV-2, pero también otros virus nuevamente emergentes. Más concretamente, fue mostrado que podrían competir con atar a ACE-2 y neutralizar efectivo pseudovirus del pico SARS-CoV-2.

“Particularmente, Sb23 ata a RBD recombinante así como a la glicoproteína del pico de la pre-fusión con alta afinidad y muestra actividad muy potente de la neutralización”, dice a autores del estudio en su papel del bioRxiv. “Un modelo el dispersar de radiografía del pequeño-ángulo de un complejo RBD-Sb23 indicó que Sb23 ata cerca del punto de enlace ACE2 en el RBD”, ellos agrega.

Finalmente, una estructura de la microscopia del cryo-electrón del salto Sb23 al pico muestra que Sb23 está situado en el punto de enlace ACE2 en el RBD en “encima” y de “hacia abajo” conformación - de tal modo eficaz cegar el atascamiento ACE2. Además, la reconstrucción de la microscopia del cryo-electrón reveló una conformación totalmente nueva del pico, donde están dos RBDs en “encima” de la conformación de ACE2-binding.

Reconstrucción Cryo-EM del salto del pico SARS-CoV-2 a Sb23 - (a) Local-afiló el mapa del culombio y el modelo potenciales de la historieta del salto Sb23 a la proteína del pico en conformación del ` el 2-up
Reconstrucción Cryo-EM del salto del pico SARS-CoV-2 a Sb23 - (a) Local-afiló el mapa del culombio y el modelo potenciales de la historieta del salto Sb23 a la proteína del pico en conformación del ` el 2-up'. (b) Local-afiló el mapa del culombio y el modelo potenciales de la historieta del salto Sb23 a la proteína del pico en conformación del ` el 1-up'. (c) Modelo de la historieta del pico encuadernado de Sb23- en el ` 1-up del ` 2-up (derecho)' (dejado)' demostración de la conformación cómo el atascamiento ACE2 es bloqueado por Sb23 el salto al RBD en conformación del `' así como Sb23 limitado al RBD vecino en hacia abajo la conformación.

Aglutinantes efectivos como foco terapéutico potencial

Las bibliotecas sintetizadas son de hecho un enfoque alternativo viable al revelado rápido de la droga, con la promesa rápidamente de generar aglutinantes altamente específicos con potencial adecuado de la neutralización. Este esfuerzo inventivo de la investigación evidenció de hecho esto.

Ningunos de los sybodies únicos determinados en este trabajo eran idénticos entre dos selecciones independientes usando las mismas bibliotecas, subrayando, a su vez, la diversidad creciente de las tres bibliotecas, así como su potencial para elegir varios diversos aglutinantes de la alto-afinidad.

También, una conformación nueva determinada en este estudio hace epitopos previamente no expuestos accesibles para el revelado de aglutinantes terapéuticos dentro de la cavidad central del pico, que incluye la porción más inferior del RBD y potencialmente también la región espiral central de la proteína del pico.

En conclusión, el pandémico COVID-19 se ha abierto los aros en cómo las deformaciones virales previamente desconocidas pueden emerger y extenderse rápidamente a través de continentes, causando bajas importantes en mismo un marco de breve periodo de tiempo. Por lo tanto, la posibilidad rápidamente de desarrollar el tratamiento contra tales deformaciones virales nuevas es algo que debemos consolidar para el futuro.

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. 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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