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La consegna nasale degli anticorpi del unico dominio migliora i sintomi SARS-CoV-2 nel modello animale

Lo scoppio rapido del virus di coronavirus 2 di sindrome respiratorio acuto severo (SARS-CoV-2) ha provocato la pandemia di malattia 2019 di coronavirus (COVID-19). COVID-19 può piombo ai sintomi pericolosi, quale polmonite severa, negli anziani ed in quelli con le condizioni mediche di fondo. I vaccini sono disponibili, ma non funzionano per ognuno e le droghe terapeutiche di salvataggio ancora devono essere sviluppate.

In uno studio recente pubblicato negli agenti patogeni del giornale PLOS, gli scienziati hanno mostrato quell'amministrazione nasale di un anticorpo del unico dominio (VHH), nominata K-874A, determinato l'inibizione di titoli SARS-CoV-2 in polmoni infettati dei criceti siriani.

Sfondo

Il dominio dell'ricevitore-associazione (RBD) SARS-CoV-2 della proteina della punta (s) lega al recettore cellulare ospite, l'enzima di conversione dell'angiotensina 2 (ACE2). Dopo avere legato a ACE2, una proteasi sulla superficie della cellula ospite fende ed attiva la proteina di S. Ciò permette che la membrana del virus fonda con la membrana cellulare ospite. Il blocco del questo trattamento è quindi probabilmente un'efficace strategia terapeutica. Inoltre, la consegna diretta delle droghe antivirali all'apparato respiratorio dovrebbe aumentare l'efficacia mentre SARS-CoV-2 infetta le celle nei polmoni o nelle mucose nasali che esprimono ACE2.

Gli anticorpi del unico dominio di Camelid comprendono virus) della catena pesante degli anticorpi dominio variabile (di legatura di VHHs e di una singola catena pesante, quali influenza, virus dell'immunodeficienza umana (HIV), ecc. VHHs presentano alcuni vantaggi sopra gli anticorpi monoclonali, quale la capacità di essere modificato e di prodotto facilmente facendo uso dei batteri, essendo stabili contro il calore e pH e la capacità essere memorizzato più lungamente. VHHs può anche essere nebulized ed amministrato utilizzando un inalatore.

Recentemente, gli scienziati hanno usato il dominio S1 della proteina di SARS-CoV-2 S come antigene per identificare un VHH autonomo specifico a SARS-CoV-2 (K-874A). K-874A è un candidato terapeutico di promessa poichè non richiede alcune modifiche con i frammenti dell'anticorpo.

Un nuovo studio

Facendo uso della selezione in vitro, i ricercatori hanno identificato un VHH autonomo che lega alla proteina di S di SARS-CoV-2. L'affinità obbligatoria di questo VHH era più alta o equivalente agli anticorpi precedenti del unico dominio o di VHHs. Ulteriormente, l'abilità di neutralizzazione eccellente in celle VeroE6/TMPRSS2 e le celle alveolare-derivate normale umano sono state osservate.

L'affinità obbligatoria di K-874A era 1,4 nanometro e IC50 era 5.74±2.6 μg/ml, che è più alto o equivalente a VHHs priore. Ulteriore Fc-fusione è stata richiesta per la maggior parte del VHHs precedente e pricipalmente hanno mirato all'associazione ACE2. Al contrario, gli scienziati hanno documentato, nel caso attuale, il SARS-CoV-2 neutralizzato VHH impedendo la membrana virale la fusione sulla membrana cellulare ospite.

I ricercatori hanno analizzato la proteina-VHH di S complessa ed hanno documentato che il VHH lega fra la regione di NTD e di RBD, piuttosto che all'interfaccia del RBD e del ACE2. Un'analisi cryo-EM ha rivelato che l'associazione di K-874A ha indotto un cambiamento conformazionale della proteina di S. Tuttavia, gli scienziati hanno avvertito che la più ricerca è necessaria capire l'indipendente di neutralizzazione del meccanismo da inibizione obbligatoria RBD-ACE2.

Il VHH ha diminuito la produzione della progenie del virus nei organoids alveolari polmone-derivati essere umano e questa progenie è stata trovata per essere meno contagiosa che quelle che si spargono dalle celle infettate non trattate. Inoltre, i ricercatori hanno riferito che l'amministrazione nasale di VHH ai criceti siriani (infettati con SARS-CoV-2) ha impedito la perdita di peso, la replicazione virale e il upregulation di citochine.

Ulteriore analisi ha indicato che K-874A potrebbe efficacemente neutralizzare le varianti SARS-CoV-2 e le combinazioni di VHHs che mirano agli epitopi differenti potrebbero piombo allo sviluppo di terapeutica del cocktail. Quindi, il bisogno dell'ora è di sviluppare VHHs di neutralizzazione che mira alla regione conservata, poichè le nuove varianti probabilmente emergeranno in futuro.

Isolamento e caratterizzazione di K-874A. (A) Disegno schematico che mostra selezione in vitro di VHHs contro la proteina di SARS-CoV-2 S1 facendo uso della visualizzazione di VHH-cDNA. La trascrizione e la traduzione in vitro di libreria di VHH-cDNA formano VHH collegato al suo mRNA con un linker di puromycin. il cDNA del mRNA collegato inverso-è stato trascritto ed il complesso di VHH-cDNA è stato prodotto. la proteina vincolata S1 del complesso di VHH-cDNA di Alto-affinità è stata isolata ed il suo cDNA è stato ampliato. Tre giri della selezione sono stati realizzati, le librerie del cDNA dai giri 2 e 3 sono state ordinate ed i candidati di anti-SARS-CoV-2 VHH sono stati tradotti. (B) distribuzione di frequenza delle sequenze aminoacidiche che corrispondono ai candidati dell
Isolamento e caratterizzazione di K-874A. (A) Disegno schematico che mostra selezione in vitro di VHHs contro la proteina di SARS-CoV-2 S1 facendo uso della visualizzazione di VHH-cDNA. La trascrizione e la traduzione in vitro di libreria di VHH-cDNA formano VHH collegato al suo mRNA con un linker di puromycin. il cDNA del mRNA collegato inverso-è stato trascritto ed il complesso di VHH-cDNA è stato prodotto. la proteina vincolata S1 del complesso di VHH-cDNA di Alto-affinità è stata isolata ed il suo cDNA è stato ampliato. Tre giri della selezione sono stati realizzati, le librerie del cDNA dai giri 2 e 3 sono state ordinate ed i candidati di anti-SARS-CoV-2 VHH sono stati tradotti. (B) distribuzione di frequenza delle sequenze aminoacidiche che corrispondono ai candidati dell'anticorpo di VHH che mirano agli sottounità di SARS-CoV-2 S1 nelle librerie selezionate di VHH. L'identificazione “1" del campione con il più alta frequenza (39,5%) è clone K-874A. (C) affinità obbligatoria di K-874A agli sottounità di SARS-CoV-2 S1. Il sensorgram di interferometria di Biolayer misura l'affinità obbligatoria evidente di K-874A-6xHis SARS-CoV-2 vincolato S1 fuso con le pecore Fc. Le curve obbligatorie per le concentrazioni differenti di K-874A sono indicate nei colori differenti. Le curve nere sono misure di 1:1 dei dati. (D) ELISA diretto dell'antigene che misura l'affinità obbligatoria di K-874A Flag-etichettato ha vincolato gli sottounità di S1-6xHis di beta-coronaviruses (HCoV-HKU1, HCoV-OC43, SARS-CoV-1, SARS-CoV-2) (a sinistra). Ogni sottounità vincolato di S1-6xHis è stato individuato dal anti-Suo anticorpo (destra). Le barre di errore sono deviazione standard media del ± (N = 3). I dati provengono da un esperimento rappresentativo di tre esperimenti indipendenti.

Vantaggi di nuovo VHH

Come alluso precedentemente, il VHH attuale presenta parecchi vantaggi, compreso la sue stabilità e capacità essere memorizzato per i periodi più estesi.

Gli studi precedenti hanno indicato che inalare un anticorpo monoclonale umano può inibire la replica del virus nel polmone e nel turbinate nasale, suggerenti che i vantaggi del VHH potrebbero anche essere consegnati per mezzo di un inalatore.

L'amministrazione nasale potrebbe abbassare la quantità di VHH che entra nella circolazione sanguigna, in grado di efficacemente diminuire le probabilità del immunoreaction contro VHH. Più ulteriormente, il rischio di potenziamento dipendente dall'anticorpo in relazione con Fc è meno probabile perché il VHH ha effetti antivirali di promessa senza il dominio supplementare di Fc.

Poiché il VHH impedisce la fusione virale, gli scienziati ritengono che potrebbe diminuire l'infezione virale e, quindi, per inibire il upregulation dell'interferone. , Tuttavia, hanno evidenziato che l'efficacia potrebbe essere aumentata usando insieme con gli anticorpi che bloccano l'associazione di ACE2-RBD.

Conclusione

Questo studio ha indicato che la consegna nasale di un anticorpo novello e invariato del unico dominio del camelid (VHH), definito K-874A, era efficace nell'inibizione dei titoli SARS-CoV-2 in polmoni infettati dei criceti siriani. Più ulteriormente, nessun perdita di peso ed induzione di citochina sono state osservate. Sulla base di questo studio, gli scienziati hanno proposto che l'amministrazione nasale di K-874A potrebbe essere un nuovo trattamento per i pazienti COVID-19.

Journal reference:
Dr. Priyom Bose

Written by

Dr. Priyom Bose

Priyom holds a Ph.D. in Plant Biology and Biotechnology from the University of Madras, India. She is an active researcher and an experienced science writer. Priyom has also co-authored several original research articles that have been published in reputed peer-reviewed journals. She is also an avid reader and an amateur photographer.

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