Vesikler i nanostørrelse med ACE2-receptor kan forebygge, behandle infektion fra nuværende og fremtidige stammer af SARS-CoV-2

Transmissionselektronmikrografi af SARS-CoV-2-viruspartikler, isoleret fra en patient. Billedet er taget og farveforbedret på NIAID Integrated Research Facility (IRF) i Fort Detrick, Maryland. Kredit:NIAID

Forskere ved University of Texas MD Anderson Cancer Center og Northwestern Medicine har identificeret naturlige ekstracellulære vesikler, der indeholder ACE2-proteinet (evACE2) i blodet på COVID-19-patienter, som kan blokere infektion fra brede stammer af SARS-CoV-2-virus i prækliniske undersøgelser . Undersøgelsen blev offentliggjort i dag i Nature Communications .

evACE2 fungerer som lokkefugle i kroppen og kan tjene som et terapeutisk middel, der skal udvikles til forebyggelse og behandling af nuværende og fremtidige stammer af SARS-CoV-2 og efterfølgende coronavirus, rapporterer forskerne. Når først udviklet som et terapeutisk produkt, har evACE2 potentialet til at gavne mennesker som en biologisk behandling med minimal toksicitet.

Studiet er det første, der viser, at evACE2 er i stand til at bekæmpe de nye SARS-CoV-2-varianter med samme eller bedre effektivitet end at blokere den oprindelige stamme. Forskerne fandt ud af, at evACE2 findes i humant blod som en naturlig antiviral reaktion. Jo mere alvorlige, jo højere niveauer af evACE2 detekteres i patientens blod.

"Når en ny mutant stamme af SARS-CoV-2 stiger, kan den originale vaccine og de terapeutiske antistoffer miste kraften mod alfa, beta, delta og den seneste, omicron," sagde co-senior forfatter Huiping Liu, M.D., Ph.D. ., lektor i farmakologi og medicin ved Northwestern University Feinberg School of Medicine. "Men skønheden ved evACE2 er dens superkraft til at blokere brede stammer af coronavirus, herunder nuværende SARS-CoV-2 og endda fremtidige SARS-coronavirusser fra at inficere mennesker. Vores museundersøgelser viser det terapeutiske potentiale af evACE2 til at forebygge eller blokere SARS-CoV- 2 infektion, når det leveres til luftvejene via dråber."

evACE2 er bittesmå lipidbobler i nanopartikelstørrelse, der udtrykker ACE2-proteinet, som håndtag, som virussen kan gribe. Disse vesikler fungerer som lokkefugle for at lokke SARS-CoV-2-virussen væk fra ACE2-proteinet på celler, hvilket er hvordan virussen inficerer celler. Virusspidsproteinet griber evACE2 i stedet for cellulært ACE2, hvilket forhindrer det i at trænge ind i cellen. Når virussen er fanget, vil den enten flyde harmløst rundt eller blive fjernet af en makrofag-immuncelle. Det kan ikke længere forårsage infektion.

"Nøglen til dette studie er identifikation af naturligt forekommende ekstracellulære vesikler i kroppen, der udtrykker ACE2-receptoren på deres overflade og tjener som en del af det normale adaptive forsvar mod COVID-19-forårsagende vira," sagde co-senior forfatter Raghu Kalluri, M.D., Ph.D., formand for Cancer Biology ved MD Anderson. "Med udgangspunkt i dette har vi opdaget en måde at udnytte dette naturlige forsvar som en ny potentiel terapi mod denne ødelæggende virus."

COVID-19-pandemien er blevet forlænget og udfordret af en konstant skiftende SARS-CoV-2-virus. En af de største udfordringer er det bevægelige mål for patogen coronavirus, der konstant udvikler sig til nye virusstammer (varianter) med mutationer. Disse nye virale stammer rummer forskellige ændringer i den virale proteinspids med høje infektionsrater og øgede gennembrud på grund af vaccine-ineffektivitet og resistens over for terapeutiske monoklonale antistoffer.

"Vores undersøgelser viser, at ekstracellulære vesikler virker til at neutralisere SARS-CoV-2-infektion og fremhæver potentialet for ekstracellulære vesikler til at spille en bredere rolle i forsvaret mod andre typer infektioner, som kunne udnyttes terapeutisk," sagde medforfatter Kathleen McAndrews, Ph.D., postdoc i Cancer Biology ved MD Anderson.

Northwestern og MD Anderson har et verserende patent på evACE2. Målet er at samarbejde med industripartnere og udvikle evACE2 som et biologisk terapeutisk produkt (næsespray eller injicerede terapeutika) til forebyggelse og behandling af COVID-19. Liu og en anden co-senior forfatter, Deyu Fang fra patologi ved Northwestern, har dannet et startup-firma, Exomira, for at tage dette patent og udvikle evACE2 som et terapeutisk middel.

"Det er fortsat presserende at identificere nye terapeutiske midler," sagde Liu. "Vi mener, at evACE2 kan imødegå udfordringerne og bekæmpe brede stammer af SARS-CoV-2 og fremtidige nye coronavirus for at beskytte immunkompromitterede (mindst 2,7 % af voksne i USA), uvaccinerede (94 % i lavindkomstlande og mere end 30 % i USA) og endda de vaccinerede mod gennembrudsinfektioner."

Et team på mere end 30 forfattere samarbejdede om dette arbejde. De omfatter fire hovedforfattere Lamiaa El-Shennawy, Andrew Hoffmann og Nurmaa Dashzeveg, alle fra Liu-laboratoriet på Northwestern, og McAndrews fra Kalluri Lab hos MD Anderson. + Udforsk yderligere

Antistof, der hæmmer en bred vifte af fundne sarbecovirus

Sidste artikelKamelens næser inspirerer til en ny fugtighedssensor

Næste artikelEksperimenter med drejekors af enkelte elektroner viser vej mod ny effektstandard