Forskere identificerer nanopersoner, der kan forhindre COVID-19-infektion

Forskere ved Karolinska Institutet i Sverige har identificeret et lille neutraliserende antistof, en såkaldt nanobody, som har kapacitet til at blokere SARS-CoV-2 i at trænge ind i menneskelige celler. Forskerne mener, at denne nanobody har potentialet til at blive udviklet som en antiviral behandling mod COVID-19. Resultaterne er publiceret i tidsskriftet Naturkommunikation .

"Vi håber, at vores resultater kan bidrage til bedring af COVID-19-pandemien ved at tilskynde til yderligere undersøgelse af denne nanobody som en terapeutisk kandidat mod denne virusinfektion, " siger Gerald McInerney, tilsvarende forfatter og lektor i virologi ved Mikrobiologisk Institut, Tumor- og cellebiologi ved Karolinska Institutet.

Jagten på effektive nanostoffer - som er fragmenter af antistoffer, der forekommer naturligt i kamelider og kan tilpasses til mennesker - begyndte i februar, da en alpaca blev injiceret med det nye coronaviruss spikeprotein, som bruges til at komme ind i vores celler. Efter 60 dage, blodprøver fra alpacaen viste et stærkt immunrespons mod spidsproteinet.

Næste, forskerne klonede, berigede og analyserede nanobody-sekvenser fra alpacaens B-celler, en type hvide blodlegemer, at afgøre, hvilke nanobodies der var bedst egnede til yderligere evaluering. De identificerede en, Ty1 (opkaldt efter alpacaen Tyson), som effektivt neutraliserer virussen ved at binde sig til den del af spidsproteinet, der binder til receptoren ACE2, som bruges af SARS-CoV-2 til at inficere celler. Dette blokerer virussen i at glide ind i cellerne og forhindrer dermed infektion.

"Ved brug af kryo-elektronmikroskopi, vi var i stand til at se, hvordan nanokroppen binder til den virale spike ved en epitop, som overlapper med den cellulære receptor ACE2-bindingssted, give en strukturel forståelse for den potente neutraliseringsaktivitet, " siger Leo Hanke, postdoc i McInerney-gruppen og førsteforfatter af undersøgelsen.

Nanobodies tilbyder adskillige fordele i forhold til konventionelle antistoffer som kandidater til specifikke terapier. De spænder over mindre end en tiendedel af størrelsen af ​​konventionelle antistoffer og er typisk nemmere at producere omkostningseffektivt i skala. Kritisk, de kan tilpasses til mennesker med nuværende protokoller og har en dokumenteret registrering af hæmning af virale luftvejsinfektioner.

"Vores resultater viser, at Ty1 kan binde kraftigt til SARS-CoV-2-spidsproteinet og neutralisere virussen, uden påviselig aktivitet uden for mål, " siger Ben Murrell, adjunkt ved Institut for Mikrobiologi, Tumor- og cellebiologi og co-senior forfatter af publikationen. "Vi går nu i gang med prækliniske dyreforsøg for at undersøge den neutraliserende aktivitet og det terapeutiske potentiale af Ty1 in vivo."

Dette projekt er det første, der stammer fra CoroNAb-konsortiet, som koordineres af Karolinska Institutet, og finansieret af EU's Horizon 2020 forsknings- og innovationsprogram. Yderligere midler til dette projekt blev opnået fra det svenske forskningsråd, og KI Udviklingskontor.

Sekvensen af ​​Ty1 er tilgængelig i den videnskabelige artikel og vil også blive offentliggjort på NCBI GenBank-sekvensdatabasen under adgangskoden MT784731.