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Os nanobodies da alpaca neutralizam SARS-CoV-2 in vitro

O pedágio humano imenso exercido pelo coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) - pandemia negociada da doença 2019 do coronavirus (COVID-19) pode ser prendido somente pela indução da imunidade da população contra o vírus. A única rota praticável parece ser através da vacinação. Contudo, durante a disponibilidade global de vacinas altamente eficazes, a terapêutica que pode inverter as características clínicas severas e risco de vida da infecção SARS-CoV-2 continua a ser o foco da maioria de pesquisa.

Um artigo de investigação novo da pré-impressão afixado ao server do bioRxiv* relata a revelação dos nanobodies de neutralização altamente eficazes que visam o domínio receptor-obrigatório viral (RBD), assim interrompendo seu acoplamento com o receptor deconversão da enzima 2 da pilha de anfitrião (ACE2).

Visando o SARS-CoV-2 RBD

SARS-CoV-2 realiza a entrada em e a infecção da pilha de anfitrião ligando a ACE2 na superfície da pilha, através do RBD na proteína viral do ponto. O RBD é o alvo de 90% de anticorpos terapêuticos actualmente disponíveis e de anticorpos induzido pela maioria de vacinas actuais.

Isolamento dos nanobodies a SARS-CoV-2 RBD

Quando o plasma convalescente e os anticorpos monoclonais dirigidos contra o vírus forem usados em experimentações terapêuticas, o estudo actual está baseado na eficácia de um fragmento do anticorpo obtido das imunoglobulina induzidas dos camelids, a saber, alpacas. Estes fragmentos são chamados VHH ou nanobodies e mantêm a grande promessa para o tratamento de COVID-19.

As vantagens de VHH incluem o processo de manufactura barato, a penetração mais alta em tecidos, e a alteração mais fácil aos anticorpos multivalentes do formulário, ou aos anticorpos capazes do reconhecimento e da ligação aos antígenos específicos múltiplos. São igualmente ideais para tratar a doença pulmonar porque são pequenos bastante ser injectados ou infundido directamente nos pulmões, com a solubilidade e a estabilidade altas.

No estudo actual, os pesquisadores relatam uma série de nanobodies novos contra SARS-CoV-2. Estes foram isolados das alpacas imunizadas que tinham recebido três doses de SARS-CoV-2 refinado de recombinação RBD. Os sete nanobodies RBD-específicos foram identificados em uma tela de indicador do fago.

Fusão com Fc

Os pesquisadores igualmente alteraram os nanobodies incorporando os na imunoglobulina G1 (IgG1), fundindo os com a parcela de Fc. Isto conduziu à formação de homodimers. Junto com o peso molecular mais alto, a natureza bivalente destas quimeras conduziu a uma melhoria marcada em afinidade obrigatória de RBD. De facto, aumentou mesmo acima daquela relatada para alguns anticorpos monoclonais isolados dos pacientes COVID-19 convalescentes.

Eficácia da neutralização

Eficácia da neutralização igualmente melhorada à escala nanomolar. Os pesquisadores observaram aquele comparado ao uso de Nbs monovalente, os homodimers causaram uma neutralização mais alta do emperramento RBD-ACE2, com a concentração 50% inibitório (IC50) que está sendo reduzida 5-90 vezes.

A actividade obrigatória da variação recentemente emersa de N501Y para ACE2 era mais alta relativo ao RBD ancestral, como esperado, mas todos os sete nanobodies não fizeram nenhuma distinção entre o original e o mutante RBD em seu emperramento.

Os anticorpos de Heterobivalent aumentaram a afinidade

O estudo igualmente demonstrou os efeitos favoráveis de fundir dois nanobodies que tiveram os resumos desobreposição para formar heterodimers. O enlace foi conseguido através de um linker flexível. Estes anticorpos bivalentes podiam assim ligar locais diferentes no RBD, a saber, em aRBD-2-5 e em aRBD aRBD-2-7. A afinidade obrigatória destes anticorpos para o RBD era ainda mais alta, como era a potência neutralizar.

Quando seis nanobodies neutralizaram eficazmente a interacção RBD-ACE2, uma, chamado aRBD-7, mostrado a capacidade de obstrução fraca apesar de uma afinidade obrigatória alta para RBD. Os investigador atribuíram este ao emperramento de nanobodies diferentes aos resumos diferentes de RBD, que conduz aos vários graus do bloqueio do emperramento RBD-ACE2.

Para os heterodimers aRBD-2-5 e o aRBD aRBD-2-7, os pesquisadores mediram uma dose da neutralização de 50% (ND50) de 7 eram ~0,043 nanômetro) e ~0,1 0,111 nanômetros, respectivamente. A fusão destes nanobodies com Fc não levantou a potência da neutralização mais altamente.

Era interessante observar que a incorporação do aRBD-7 nanobody de neutralização fraco em um homodimer ou em um heterodimer conduziu a uma melhoria de 75 dobras na neutralização. Isto é causado pelo aumento em afinidade obrigatória devido à formação de dímero, assim como por um obstáculo steric maior devido ao tamanho molecular maior.

Que são as implicações?

Os nanobodies identificados no estudo actual eram extremamente estáveis e tinham uma afinidade obrigatória alta para SARS-CoV-2 RBD. Seis dos nanobodies identificados podiam neutralizar o emperramento spike-ACE2.

Os pesquisadores notam que a formação de heterodimers conduzidos a um superior da potência da neutralização a outros nanobodies relatou mais cedo, assim como alguns anticorpos monoclonais. Um nanobody multivalente foi relatado na pesquisa recente, que tem mesmo uma eficácia mais alta da neutralização.

Devido a seus tamanho pequeno, solubilidade alta e estabilidade, [os nanobodies] seja particularmente bom - serido para a entrega pulmonaa e mais favorável ao coordenador em formatos multivalentes, comparado ao anticorpo convencional.”

A alpaca VHH é significativamente homólogo com o VH3 dos seres humanos, conduzindo à baixa imunogenicidade nos últimos. Os nanobodies naturais com afinidade obrigatória alta de RBD e eficácia poderoso da neutralização contra o emperramento RBD-ACE2, assim como os nanobodies hetero-bivalentes projetados com potência alta da neutralização, são chumbos prometedores para uma revelação mais adicional de antivirais terapêuticos contra SARS-CoV-2, assim como testes de diagnóstico.

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. 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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