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A entrega nasal de anticorpos do único-domínio melhora os sintomas SARS-CoV-2 no modelo animal

A manifestação rápida do vírus do coronavirus 2 da Síndrome Respiratória Aguda Grave (SARS-CoV-2) conduziu à pandemia da doença 2019 do coronavirus (COVID-19). COVID-19 pode conduzir aos sintomas risco de vida, tais como a pneumonia severa, nas pessoas idosas e naquelas com problemas médicos subjacentes. As vacinas estão disponíveis, mas não trabalham para todos, e as drogas terapêuticas do salvamento ainda precisam de ser desenvolvidas.

Em um estudo recente publicado nos micróbios patogénicos do jornal PLOS, os cientistas mostraram essa administração nasal de um anticorpo do único-domínio (VHH), nomeada K-874A, causado a inibição dos titers SARS-CoV-2 nos pulmões contaminados de hamster sírios.

Fundo

O domínio receptor-obrigatório (RBD) SARS-CoV-2 da proteína do ponto (s) liga ao receptor da pilha de anfitrião, angiotensin-convertendo a enzima 2 (ACE2). Após a ligação a ACE2, um protease na superfície da pilha de anfitrião fende e activa a proteína de S. Isto permite que a membrana do vírus funda com a membrana de pilha do anfitrião. Obstruir este processo é conseqüentemente provavelmente uma estratégia terapêutica eficaz. Além, a entrega directa de drogas antivirosas ao sistema respiratório deve aumentar a eficácia enquanto SARS-CoV-2 contamina pilhas nos pulmões ou na mucosa nasal que expressam ACE2.

Os anticorpos do único-domínio de Camelid compreendem vírus de uma única corrente pesada, e do ligamento de VHHs (domínio variável de anticorpos da corrente pesada), tais como a gripe, o vírus de imunodeficiência humana (HIV), etc. VHHs têm algumas vantagens sobre anticorpos monoclonais, tais como a capacidade para ser alterado e produzido facilmente usando as bactérias, sendo estáveis contra o calor e o pH, e a capacidade ser armazenado mais por muito tempo. VHHs pode igualmente ser nebulized e administrado utilizando um inalador.

Recentemente, os cientistas usaram o domínio S1 da proteína de SARS-CoV-2 S como um antígeno para identificar um específico autônomo de VHH a SARS-CoV-2 (K-874A). K-874A é um candidato terapêutico prometedor porque não exige nenhuma alterações com fragmentos do anticorpo.

Um estudo novo

Usando in vitro a selecção, os pesquisadores identificaram um VHH autônomo que ligasse à proteína de S de SARS-CoV-2. A afinidade obrigatória deste VHH era mais alta ou equivalente aos anticorpos precedentes de VHHs ou de único-domínio. Adicionalmente, a capacidade de neutralização excelente nas pilhas VeroE6/TMPRSS2 e normal humano as pilhas alveolar-derivadas foram observadas.

A afinidade obrigatória de K-874A era 1,4 nanômetro e IC50 era 5.74±2.6 μg/ml, que é mais alto ou equivalente a VHHs prévio. Uma Fc-fusão mais adicional foi exigida para a maioria de VHHs precedente e visaram principalmente o emperramento ACE2. Ao contrário, os cientistas documentaram, no caso actual, o SARS-CoV-2 neutralizado VHH impedindo que a membrana viral funda com a membrana de pilha do anfitrião.

Os pesquisadores analisaram a proteína-VHH de S complexa e documentaram-na que o VHH liga entre a região de RBD e de NTD, um pouco do que na relação do RBD e do ACE2. Uma análise cryo-EM revelou que o emperramento de K-874A induziu uma mudança conformational da proteína de S. Contudo, os cientistas advertiram que mais pesquisa é necessário compreender o independente de neutralização do mecanismo da inibição RBD-ACE2 obrigatória.

O VHH reduziu a produção de descendência do vírus em organoids alveolares pulmão-derivados ser humano e esta descendência foi encontrada para ser menos infecciosa do que aquelas que espalham das pilhas contaminadas não tratadas. Além, os pesquisadores relataram que a administração nasal de VHH aos hamster sírios (contaminados com SARS-CoV-2) impediu a perda de peso, a réplica viral, e o upregulation dos cytokines.

A análise mais aprofundada indicou que K-874A pôde eficazmente neutralizar as variações SARS-CoV-2 e as combinações de VHHs que visam resumos diferentes puderam conduzir à revelação da terapêutica do cocktail. Assim, a necessidade da hora é desenvolver VHHs de neutralização que visa a região conservada, porque as variações novas emergirão provavelmente no futuro.

Isolamento e caracterização de K-874A. (a) Diagrama esquemático que mostra in vitro a selecção de VHHs contra a proteína de SARS-CoV-2 S1 usando o indicador de VHH-cDNA. In vitro a transcrição e a tradução de biblioteca de VHH-cDNA formam VHH ligado a seu mRNA com um linker do puromycin. o cDNA do mRNA ligado reverso-foi transcrito e o complexo de VHH-cDNA foi produzido. a proteína S1 imobilizada do complexo de VHH-cDNA da Alto-afinidade foi isolada, e seu cDNA foi amplificado. Três círculos da selecção foram executados, as bibliotecas do cDNA dos círculos 2 e 3 foram arranjadas em seqüência, e os candidatos de anti-SARS-CoV-2 VHH foram traduzidos. (b) Distribuição de freqüência das seqüências de ácido aminado que correspondem aos candidatos do anticorpo de VHH que visam subunidades de SARS-CoV-2 S1 nas bibliotecas selecionadas de VHH. A identificação “1
Isolamento e caracterização de K-874A. (a) Diagrama esquemático que mostra in vitro a selecção de VHHs contra a proteína de SARS-CoV-2 S1 usando o indicador de VHH-cDNA. In vitro a transcrição e a tradução de biblioteca de VHH-cDNA formam VHH ligado a seu mRNA com um linker do puromycin. o cDNA do mRNA ligado reverso-foi transcrito e o complexo de VHH-cDNA foi produzido. a proteína S1 imobilizada do complexo de VHH-cDNA da Alto-afinidade foi isolada, e seu cDNA foi amplificado. Três círculos da selecção foram executados, as bibliotecas do cDNA dos círculos 2 e 3 foram arranjadas em seqüência, e os candidatos de anti-SARS-CoV-2 VHH foram traduzidos. (b) Distribuição de freqüência das seqüências de ácido aminado que correspondem aos candidatos do anticorpo de VHH que visam subunidades de SARS-CoV-2 S1 nas bibliotecas selecionadas de VHH. A identificação “1" da amostra com a freqüência a mais alta (39,5%) é o clone K-874A. (c) Afinidade obrigatória de K-874A às subunidades de SARS-CoV-2 S1. O sensorgram da interferometria de Biolayer mede a afinidade obrigatória aparente de K-874A-6xHis SARS-CoV-2 imobilizado S1 fundido com carneiros Fc. As curvas obrigatórias para concentrações diferentes de K-874A são mostradas em cores diferentes. As curvas pretas são ajustes do 1:1 dos dados. (d) ELISA directo do antígeno que mede a afinidade obrigatória de K-874A Bandeira-etiquetado imobilizou subunidades de S1-6xHis de beta-coronaviruses (HCoV-HKU1, HCoV-OC43, SARS-CoV-1, SARS-CoV-2) (à esquerda). Cada subunidade imobilizada de S1-6xHis foi detectada por anti-Seu anticorpo (direito). As barras de erro são o ± médio SD (N = 3). Os dados são de uma experiência representativa de três experiências independentes.

Vantagens do VHH novo

Como aludido previamente, o VHH actual tem diversas vantagens, incluindo suas estabilidade e capacidade ser armazenado durante uns períodos mais prolongados.

Os estudos precedentes mostraram que inalar um anticorpo monoclonal humano pode inibir a réplica do vírus no pulmão e no turbinate nasal, sugerindo que os benefícios do VHH poderiam igualmente ser entregados por meio de um inalador.

A administração nasal poderia abaixar a quantidade de VHH que entra na circulação sanguínea, que poderia eficazmente reduzir as possibilidades do immunoreaction contra VHH. Mais, o risco de realce dependendo dos anticorpos Fc-relacionado é menos provável porque o VHH tem efeitos antivirosos prometedores sem o domínio adicional de Fc.

Porque o VHH impede a fusão viral, os cientistas acreditam que poderia reduzir a infecção viral e, para inibir desse modo o upregulation da interferona. , Contudo, destacaram que a eficácia poderia ser aumentada usando conjuntamente com os anticorpos que obstruem o emperramento de ACE2-RBD.

Conclusão

Este estudo mostrou que a entrega nasal de um anticorpo novo, unmodified do único-domínio do camelid (VHH), denominado K-874A, era eficaz em inibir os titers SARS-CoV-2 nos pulmões contaminados de hamster sírios. Mais, nenhumas perda de peso e indução do cytokine foram observadas. Baseado neste estudo, os cientistas propor que a administração nasal de K-874A poderia ser um tratamento novo para os pacientes 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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