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El anticuerpo monoclonal HB27 muestra actividad de neutralización potente contra SARS-CoV-2

Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) - el patógeno causativo de la neumonía asiática de la enfermedad 2019 (COVID-19) del coronavirus - ha infectado sobre 61,1 millones de personas de por todo el mundo y causado sobre 1,43 millones de muertes.

A medida que los científicos continúan sondar para las intervenciones farmacéuticas efectivas contra SARS-CoV-2, un nuevo estudio denuncia un anticuerpo monoclonal muy prometedor, HB27, que aparece tener dos mecanismos distintos de acción el inhibir de la acción recíproca de la célula del virus-ordenador principal y de la infección subsiguiente. Esto podría por lo tanto ser un “candidato prometedor a inmunoterapias contra COVID-19,” dice al equipo de investigación.

Estudio: Cierre doble de un anticuerpo monoclonal humano potente contra SARS-CoV-2. Haber de imagen: Alexyz3d/Shutterstock
Estudio: Cierre doble de un anticuerpo monoclonal humano potente contra SARS-CoV-2. Haber de imagen: Alexyz3d/Shutterstock

El virus gana el asiento a las células huesped vía su proteína del pico, una proteína de la dos-subunidad que dedique el receptor de la enzima angiotensina-que convierte 2 (ACE2) en la membrana de la célula huesped. Esto expone la proteína a las proteasas de la célula huesped, que entonces acciona un cambio masivo en la conformación de la pre-fusión a los escenarios de la poste-fusión. Esto lleva a la fusión de las membranas de la célula huesped viral y para permitir que el virus entre en el cytosol de la célula huesped.

La proteína de S existe como trímero en naturaleza, pero tiene un receptor-accesible y - estado inaccesible, en donde el RBDs está abierto (uno o más) o cerrado (todos). Estos estados son posibles debido a charnela-como el movimiento en el RBD mediado por acciones recíprocas complejas de la proteína-proteína con las células huesped.

Aunque neutraliza los anticuerpos (NAb) se han determinado, algunos, como CR3022, fall para prevenir la infección con el virus. Esto es probablemente debido a la conformación flexible de los epitopos de neutralización, que permiten a la infección proceder a pesar de la presencia NAbs. Por otra parte, se están descubriendo otros anticuerpos que aparecen neutralizar el virus sin cegar el receptor ACE2.

El estudio actual, publicado en el servidor del bioRxiv* en noviembre de 2020, tiene como objetivo el entender del mecanismo de la neutralización de SARS-CoV-2 por un anticuerpo monoclonal nuevamente determinado. NAb fue determinado de una biblioteca del anticuerpo obtenida de los ratones inmunizados con SARS-CoV-2 recombinante RBD, y era quimérico, nombrado MHB27. Puesto que esto tenía el atascamiento potente y actividad de neutralización contra el virus, una forma humanizada fue generada, llamado HB27.

IgG y las formas HB27 de este anticuerpo atan al RBD de SARS-CoV-2 en el ciclón y la afinidad nanomolar muy inferior, pero no al RBD de los SARS-CoV y del MERS-CoV anteriores. Su concentración inhibitoria mitad-máxima (IC50) está también en el alcance nanomolar muy inferior. Fue probada más a fondo contra el virus del wildtype en una prueba de neutralización de la reducción de la placa (PRNT), y mostró una concentración de neutralización nanomolar.

Infección del ratón prevenida

En ratones susceptibles, un de dósis simple de HB27 podía prevenir la infección con el SARS-CoV-2 ratón-adaptado, MASCp6, cuando cualquier dado antes o después de la exposición al virus, con la carga viral que era reducida cerca sobre 99,9% en pulmones y tráquea.

Entonces probaron la capacidad de HB27 de prevenir la infección SARS-CoV-2 en un modelo del ratón adaptado para expresar los receptores humanos ACE2. Encontraron, otra vez, que esta molécula podía reducir cargas virales en los pulmones y la tráquea en 5 días que seguían reto con el virus, si el anticuerpo era cualquier administrado antes o después de exposición. Sin embargo, la dosificación preventiva era más potente, con los niveles virales del pulmón que eran reducidos sobre a mil veces más.

Los niveles bajos del ARN viral considerados en los pulmones y la tráquea en los días 3 y la poste-infección 5 pueden estar debido al reto intranasal, donde los anticuerpos de IgG no pueden atar al virus directamente, permitiendo que entre en los pulmones y la tráquea. Sin embargo, ningunos virions infecciosos se podían encontrar en estos tejidos en estos puntos del tiempo, como se muestra por un PRNT.

Mientras que los ratones del mando mostraron signos de la pulmonía intersticial moderada, los ratones de HB27-treated tenían mínimo o inflamatorio muy suave infiltra, mostrando la capacidad del agarrar de prevenir o de tratar la infección después de la exposición a SARS-CoV-2.

No tóxico en las altas dosis

Los investigadores también probaron la toxicidad del anticuerpo dándola en una única alta dosis, intravenoso, en 10 por la dosis efectiva estimada en seres humanos, al modelo del primate (NHP) no humano, los macaques del macaco de la India. De los cuatro animales probados, ningunos mostraron cualquier signo de la toxicidad, y la semivida fue encontrada para ser cerca de 10 días, por término medio. Interesante, este período es probablemente adecuado para su eficacia terapéutica, puesto que en 5 días, había una reducción 99,9% en carga viral. Los resultados indicaron su seguro en NHPs.

“Cierre doble” en SARS-CoV-2

Los científicos entonces investigaron el mecanismo de la neutralización, y encontraron que HB27 previno totalmente la acción recíproca soluble de ACE2-trimeric S. No sólo así pues, limite ya ACE2 soluble fue reemplazado por HB27, porque este último tiene afinidad obligatoria mil veces más fuerte a la proteína del pico. Sin embargo, concentraciones mucho más altas se requieren para neutralizar este atascamiento cuando el receptor ACE2 está en la superficie de la célula, quizás porque es dimérico. Cuando eran probados por la transcripción en tiempo real de la marcha atrás de la reacción en cadena de polimerasa (RT-PCR), los investigadores confirmaron que las células tratadas con HB27 antes y después de que la agregación del virus en abajo-micromolar de las concentraciones podría dislocar virions ya limitados en una concentración de cerca de 2,5 nanómetro.

Base estructural para la neutralización de SARS-CoV-2 por las opiniones ortogonales de HB27 (a) de los choques entre HB27 Fabs y ACE2 sobre atar al trímero de SARS-CoV-2 S. El trímero de SARS-CoV-2 S se presenta como diagramas de la cinta y superficies moleculares translúcidas con tres monómeros coloreados en color cianita, amarillo y violeta, respectivamente. Las tres copias de HB27 Fabs se rinden como superficies moleculares colorearon 636 lo mismo que en el cuadro 6. El ACE2 sobrepuesto se presenta como diagramas verdes de la cinta así como superficie molecular translúcida. Las inserciones son opiniones del primer de los choques entre ACE2 y HB27 sobre atar a SARS-CoV-2 RBD. (b) Vistas ortogonales de la estructura de complexed de la Faba HB27, Fabuloso-b y Fabuloso-c con SARS-CoV-2 RBD. Las subunidades S1 del trímero de SARS-CoV-2 S se rinden como las superficies color cianita, amarillas y violetas y las subunidades S2 se rinden como superficies grises.
Base estructural para la neutralización de SARS-CoV-2 por las opiniones ortogonales de HB27 (a) de los choques entre HB27 Fabs y ACE2 sobre atar al trímero de SARS-CoV-2 S. El trímero de SARS-CoV-2 S se presenta como diagramas de la cinta y superficies moleculares translúcidas con tres monómeros coloreados en color cianita, amarillo y violeta, respectivamente. Las tres copias de HB27 Fabs se rinden como superficies moleculares colorearon 636 lo mismo que en el cuadro 6. El ACE2 sobrepuesto se presenta como diagramas verdes de la cinta así como superficie molecular translúcida. Las inserciones son opiniones del primer de los choques entre ACE2 y HB27 sobre atar a SARS-CoV-2 RBD. (b) Vistas ortogonales de la estructura de complexed de la Faba HB27, Fabuloso-b y Fabuloso-c con SARS-CoV-2 RBD. Las subunidades S1 del trímero de SARS-CoV-2 S se rinden como las superficies color cianita, amarillas y violetas y las subunidades S2 se rinden como superficies grises.

En segundo lugar, encontraron que HB27 también inhibe la fusión de las membranas de la célula huesped viral y. Utilizaron un sistema pico-mediado de la fusión de la célula-célula con una variedad de células que expresa SARS-CoV-2 y una etiqueta de GFP como las células del determinante que propagan la infección, y células de Vero E6 como las células de objetivo que sufren la infección. Encontraron que cuando ambos tipos de la célula fueron incubados, los centenares de células fundieron para formar una célula sincitial grande. Sin embargo, la presencia de HB27 previno esto totalmente, en una concentración de 0,5 μM. Esto no fue vista con otro anticuerpo de neutralización, H104.

También realizaron los análisis de la neutralización, conducto introduciendo HB27 después del virus habían limitado ya a su receptor. Encontraron que previno o redujeron la formación del sincitio, dependiendo de la dosis en la cual fue agregado, a partir de la 4-100 nanómetro, y en 100 nanómetro, inhibición completa fueron observados. Es también capaz de cegar la fusión pH-relacionada del virus con las membranas del liposoma de una manera dosis-relacionada, que ofrece otro mecanismo de la neutralización, aunque en una concentración más alta.

Los investigadores concluyen que el mecanismo principal de la neutralización es probable inhibir la agregación del virus-receptor. La inhibición de la fusión de la membrana puede depender conectado si la molécula puede acceder al endosome conteniendo el virus.

Mecanismo de la inhibición

Entonces hicieron una visualización estructural del proceso de la inhibición. La culata de cilindro de RBD se inserta en una cavidad formada por cinco regiones de los CDR, vía muchas acciones recíprocas hidrofóbicas, con cinco ligazones de hidrógeno adicionales. El sitio antigénico al cual HB27 ata tiene 12 residuos, sólo 7 que son comunes a SARS-CoV-2 y a los SARS-CoV, que pueden explicar porqué el anticuerpo no puede neutralizar estes último. Una vez más de las mutaciones de RBD denunciadas hasta ahora, ningunos mienten dentro de este epitopo, y todos los mutantes de RBD tenían afinidades obligatorias similares en la prueba con HB27, al igual que el mutante de D614G.

El mecanismo de la neutralización está por el obstáculo estérico del atascamiento ACE2, con dos moléculas adyacentes HB27 sterically previniendo el atascamiento de una molécula ACE2. El S trímero fue observado para estar en solamente un estado conformacional, de uno cerrado con dos abiertos. El fabuloso del HB27 sujetado al RBD cerrado aparece anclar los tres RBDs y los guarda del cambio.

A diferencia de varios otros anticuerpos monoclonales cruz-reactivos con diversas configuraciones de la neutralización, implicando remiendos conservados de aminoácidos cerca del filo del RBM pero no dentro de él, HB27 está en el filo más variable de la base de RBM y ocupa todo el RBDs. Esto podría explicar porqué este anticuerpo es específico y altamente de neutralización.

Conclusión

Los investigadores concluyen, “HB27 inhiben probablemente la infección SARS-CoV-2 en los pasos múltiples durante el proceso viral del asiento.” Éste es el primer anticuerpo denunciado para ser capaz de prevenir la fusión de la membrana por un coronavirus. Por otra parte, conforme a una cierta investigación reciente, la desorganización de la agregación del célula-virus del ordenador principal por este anticuerpo podía prevenir la asociación entre el virus y la proteasa TMPRSS2 de la célula huesped; otra vez, posiblemente, previniendo la fusión viral de la membrana inhibiendo hendidura del pico de TMPRSS2-mediated.

Los autores describen esto: “La actividad de neutralización potente de HB27 resulta probablemente de su intervención en dos pasos de la infección viral, poniendo el seguro la agregación ausente del virus a su receptor y cegando la fusión de la membrana; dando por resultado un cierre doble.” Los resultados de las juicios clínicas en curso de este anticuerpo en China deben ser completos de interés.

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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