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L'anticorpo monoclonale HB27 mostra l'attività di neutralizzazione potente contro SARS-CoV-2

Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) - l'agente patogeno causativo di sindrome respiratorio acuto severo della malattia 2019 (COVID-19) di coronavirus - ha infettato oltre 61,1 milione di persone universalmente e causato oltre 1,43 milione morti.

Mentre gli scienziati continuano a sondare per gli efficaci interventi farmaceutici contro SARS-CoV-2, un nuovo studio riferisce un anticorpo monoclonale molto di promessa, HB27, che sembra avere due meccanismi distinti di atto inibire l'interazione delle cellule del virus-host e l'infezione successiva. Ciò potrebbe quindi essere “un candidato di promessa per le immunoterapie contro COVID-19,„ dice il gruppo di ricerca.

Studio: Doppio blocco di anticorpo monoclonale umano potente contro SARS-CoV-2. Credito di immagine: Alexyz3d/Shutterstock
Studio: Doppio blocco di anticorpo monoclonale umano potente contro SARS-CoV-2. Credito di immagine: Alexyz3d/Shutterstock

Il virus guadagna l'entrata alle cellule ospiti via la sua proteina della punta, una proteina dell'due-sottounità che impegna il ricevitore dell'enzima di conversione dell'angiotensina 2 (ACE2) sulla membrana cellulare ospite. Ciò espone la proteina alle proteasi della cellula ospite, che poi avvia un cambiamento massiccio nella conformazione da pre-fusione alle fasi di post-fusione. Ciò piombo alla fusione delle membrane cellulari ospite e virali per permettere che il virus entri nel cytosol della cellula ospite.

La proteina di S esiste come trimero in natura, ma ha un ricevitore-accessibile e - stato inaccessibile, in cui il RBDs è aperto (uno o più) o chiuso (tutti). Questi stati sono possibili a causa del movimento del tipo di cerniera al RBD mediato dalle interazioni complesse della proteina-proteina con le cellule ospiti.

Pur neutralizzando gli anticorpi (NAb) sono stati identificati, alcuni, come CR3022, venire a mancare per impedire l'infezione con il virus. Ciò è probabilmente dovuto la conformazione flessibile degli epitopi di neutralizzazione, che permettono all'infezione di continuare malgrado la presenza NAbs. D'altra parte, altri anticorpi stanno scoprendi che sembrano neutralizzare il virus senza bloccare il ricevitore ACE2.

Lo studio corrente, pubblicato nel " server " del bioRxiv* nel novembre 2020, punta su capire il meccanismo di neutralizzazione di SARS-CoV-2 da un anticorpo monoclonale recentemente identificato. NAb è stato identificato da una libreria dell'anticorpo ottenuta dai mouse immunizzati con SARS-CoV-2 recombinante RBD ed era chimerico, nominato MHB27. Poiché questo ha avuto l'associazione potente ed attività di neutralizzazione contro il virus, un modulo umanizzato è stato generato, chiamato HB27.

Sia IgG che i moduli HB27 di questo anticorpo legano al RBD di SARS-CoV-2 al minimo ed all'affinità nanomolar molto bassa, ma non al RBD dei SAR-CoV e del MERS-CoV più iniziali. La sua concentrazione inibitoria mezzo massima (IC50) è egualmente nell'intervallo nanomolar molto basso. Più ulteriormente è stata provata contro il virus del wildtype in una prova di neutralizzazione di riduzione della placca (PRNT) ed ha mostrato una concentrazione di neutralizzazione nanomolar.

Infezione del mouse impedita

In mouse suscettibili, un d'una sola dose di HB27 poteva impedire l'infezione con il SARS-CoV-2 mouse-adattato, MASCp6, quando qualsiasi dato prima o dopo l'esposizione al virus, con il caricamento virale che è diminuito vicino oltre 99,9% in polmoni e trachea.

Poi hanno verificato la capacità di HB27 di impedire l'infezione SARS-CoV-2 in un modello del mouse adattato per esprimere i ricevitori umani ACE2. Hanno trovato, ancora, che questa molecola poteva diminuire i caricamenti virali nei polmoni e nella trachea ai 5 giorni che seguono la sfida con il virus, se l'anticorpo fosse qualsiasi amministrato prima o dopo l'esposizione. Tuttavia, il dosaggio preventivo era più potente, con i livelli virali del polmone che sono diminuiti sopra un mille-popolare.

I bassi livelli di RNA virale veduti nei polmoni e nella trachea ai giorni 3 e post-infezione 5 possono essere a causa della sfida intranasale, dove gli anticorpi di IgG non possono legare direttamente al virus, permettendo che entri nei polmoni e nella trachea. Tuttavia, nessun virions contagioso ha potuto essere trovato in questi tessuti a questi punti di tempo, come indicato da un PRNT.

Mentre i mouse di controllo dati segni di polmonite interstiziale moderata, i mouse di HB27-treated hanno avuti minimo o infiammatorio molto delicato si infiltra in, mostrando la capacità dell'acchiappare di impedire o trattare l'infezione dopo esposizione a SARS-CoV-2.

Non tossico alle dosi elevate

I ricercatori egualmente hanno verificato la tossicità dell'anticorpo dandola ad una singola dose elevata, per via endovenosa, a 10 volte la dose efficace stimata in esseri umani, al modello del primate (NHP) non umano, macachi del reso. Dei quattro animali esaminati, nessuno hanno mostrato tutti i segni della tossicità e l'emivita è stata trovata per essere dei circa 10 giorni, in media. Interessante, questo periodo è probabilmente adeguato per la sua efficacia terapeutica, poiché ai 5 giorni, c'era una riduzione 99,9% del caricamento virale. I risultati hanno indicato la sua sicurezza in NHPs.

“Doppio blocco„ su SARS-CoV-2

Gli scienziati poi hanno studiato il meccanismo di neutralizzazione ed hanno trovato che HB27 completamente ha impedito l'interazione solubile di ACE2-trimeric S. Non solo così, già limiti ACE2 solubile è stato sostituito da HB27, perché l'ultimo ha affinità obbligatoria più forte mille volte alla proteina della punta. Tuttavia, le concentrazioni molto più alte sono richieste per neutralizzare questa associazione quando il ricevitore ACE2 è sulla superficie delle cellule, forse perché è dimero. Una volta provati dalla trascrizione in tempo reale dell'inverso di reazione a catena della polimerasi (RT-PCR), i ricercatori hanno confermato che le celle hanno trattato con HB27 prima e dopo il collegamento del virus sotto-micromolar alle concentrazioni potrebbe spostare i virions già limitati ad una concentrazione di circa 2,5 nanometro.

Base strutturale per neutralizzazione di SARS-CoV-2 dalle visualizzazioni ortogonali HB27 (A) degli scontri fra HB27 Fabs e ACE2 sopra l
Base strutturale per neutralizzazione di SARS-CoV-2 dalle visualizzazioni ortogonali HB27 (A) degli scontri fra HB27 Fabs e ACE2 sopra l'associazione al trimero di SARS-CoV-2 S. Il trimero di SARS-CoV-2 S è presentato come i diagrammi del nastro e superfici molecolari traslucide con tre monomeri colorati in ciano, in giallo ed in viola, rispettivamente. Le tre copie di HB27 Fabs sono rese come superfici molecolari hanno colorato 636 lo stessi di nella figura 6. Il ACE2 sovrapposto è presentato come i diagrammi verdi del nastro come pure superficie molecolare traslucida. Le inserzioni sono visualizzazioni del primo piano degli scontri fra ACE2 e HB27 sopra l'associazione a SARS-CoV-2 RBD. (B) visualizzazioni ortogonali della struttura di complessato Favoloso-b e Favoloso-c della faba HB27, con SARS-CoV-2 RBD. Gli sottounità S1 del trimero di SARS-CoV-2 S sono resi come le ciano, superfici gialle e viola e gli sottounità S2 sono resi come superfici grige.

Secondariamente, hanno trovato che HB27 egualmente inibisce la fusione delle membrane cellulari ospite e virali. Hanno usato un sistema punta-mediato di fusione della cella-cella con una linea cellulare che esprime SARS-CoV-2 e un tag di GFP come le celle dell'effettore che propagano l'infezione e celle di Vero E6 come le cellule bersaglio che soffrono l'infezione. Hanno trovato che quando entrambi i tipi delle cellule sono stati incubati, i centinaia di celle hanno fuso per formare una grande cella sinciziale. Tuttavia, la presenza di HB27 ha impedito questa completamente, ad una concentrazione di 0,5 μM. Ciò non è stata veduta con un altro anticorpo di neutralizzazione, H104.

Egualmente hanno effettuato le analisi di neutralizzazione, condotte presentando HB27 dopo il virus già avevano limitato al suo ricevitore. Hanno trovato che ha impedito o hanno diminuito la formazione del sincizio, secondo la dose a cui si è aggiunto, da 4-100 nanometro ed a 100 nanometro, inibizione completa sono stati osservati. È egualmente capace del blocco della fusione dipendente dal pH del virus con le membrane del liposoma in un modo dipendente dalla dose, che offre un altro meccanismo di neutralizzazione, comunque ad un'più alta concentrazione.

I ricercatori concludono che il meccanismo principale di neutralizzazione è probabile inibire il collegamento del virus-ricevitore. L'inibizione di fusione della membrana può dipendere sopra se la molecola può accedere al endosome contenendo il virus.

Meccanismo di inibizione

Poi hanno fatto una visualizzazione strutturale del trattamento di inibizione. La testa di RBD è inserita in un'intercapedine costituita da cinque regioni di CDR, via molte interazioni idrofobe, con cinque legami idrogeni supplementari. Il sito antigenico a cui HB27 lega ha 12 residui, solo 7 che sono comuni a SARS-CoV-2 e a SAR-CoV, che possono spiegare perché l'anticorpo non può neutralizzare gli ultimi. Di nuovo, delle mutazioni di RBD riferite finora, nessuno si trovano all'interno di questo epitopo e tutti i mutanti di RBD hanno avuti simili affinità obbligatorie sulla prova con HB27, come ha fatto il mutante di D614G.

Il meccanismo di neutralizzazione è dall'ostacolo sterico dell'associazione ACE2, con due molecole adiacenti HB27 sterically che impediscono l'associazione di una molecola ACE2. La S trimeric è stata osservata per essere in soltanto uno stato conformazionale, di uno chiuso con due aperti. Il favoloso del HB27 fissato al RBD chiuso sembra ancorare tutti e tre le RBDs e le tiene dal cambiamento.

A differenza di parecchi altri anticorpi monoclonali inter-reattivi con differenti reticoli di neutralizzazione, comprendenti le toppe conservate degli amminoacidi vicino alla barriera del RBM ma non all'interno di, HB27 è alla barriera più variabile della memoria di RBM ed occupa tutto il RBDs. Ciò potrebbe spiegare perché questo anticorpo è specifico ed altamente neutralizzante.

Conclusione

I ricercatori concludono, “HB27 probabilmente inibisce l'infezione SARS-CoV-2 ai punti multipli durante il trattamento virale dell'entrata.„ Ciò è il primo anticorpo riferito per essere capace di impedire la fusione della membrana da un coronavirus. Inoltre, in conformità con una certa ricerca recente, la rottura del collegamento del cella-virus ospite da questo anticorpo ha potuto impedire l'associazione fra il virus e la proteasi TMPRSS2 della cellula ospite; di nuovo, possibilmente, impedendo fusione virale della membrana inibendo fenditura della punta di TMPRSS2-mediated.

Gli autori descrivono questo: “L'attività di neutralizzazione potente di HB27 probabilmente deriva dal suo intervento a due punti dell'infezione virale, mettere sottochiave il collegamento del virus al suo ricevitore e bloccanti la fusione della membrana; con conseguente doppio blocco.„ I risultati dei test clinici in corso di questo anticorpo in Cina dovrebbero essere pieni di interesse.

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. Liji Thomas

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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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