Lama ‘nanobodies’ kunnen de sleutel zijn tot het voorkomen van dodelijke post-transplantatie-infectie

Fig. 1: VUN100bv bindt en remt US28-signalering. een ELISA-binding van monovalent VUN100 en bivalent VUN100bv aan membraanextracten van US28 tot expressie brengende HEK293T-cellen. Representatieve figuur van drie onafhankelijke experimenten. b Verplaatsing van 125I-CX3CL1 van membranen die US28 tot expressie brengen door ongelabelde ligand of de nanobodies VUN100 en VUN100bv. Representatieve figuur van drie onafhankelijke experimenten. c Effect van nanobodies op US28-gemedieerde NFAT (nucleaire factor van geactiveerde T-cellen) activering. HEK293T-cellen die alleen NFAT-luciferase-reporter (Mock) of NFAT-luciferase-reporter tot expressie brengen samen met US28 wildtype receptor (WT), US28 Y16F-mutant (Y16F), US28 –N (2-22) mutant (ΔN (2-22)) of US28 R129A-mutant (R129A). Cellen waren onbehandeld (untr) of behandeld met een non-targeting nanobody (NT Nb), VUN100 of VUN100bv gedurende 24 uur voorafgaand aan luminescentiemeting. Gegevens werden genormaliseerd naar de onbehandelde WT-monsters. Representatieve figuur van drie onafhankelijke experimenten. d Immunofluorescentiemicroscopie van nanobody-binding aan US28 tot expressie brengende THP-1-cellen. US28 werd gedetecteerd met behulp van een polyklonaal konijn-anti-US28-antilichaam (US28 mAb). Cellen werden geïncubeerd zonder nanobody (No Nb), een NT Nb, VUN100 of VUN100bv. Gebonden nanobody werd gedetecteerd met behulp van de Myc-tag die aanwezig was op de nanobodies en een anti-Myc-antilichaam (Nb). Representatieve figuur van drie onafhankelijke experimenten. e Western-blotdetectie voor totale IFI16-niveaus van lysaten van onbehandelde THP-1-schijngetransduceerde cellen (THP-1 Mock) of THP-1-cellen die US28 tot expressie brengen (THP-1 US28 WT). THP-1 US28 WT-cellen waren 48 uur onbehandeld (Untr) of behandeld met NT Nb, VUN100 of VUN100bv. IFI16-eiwitniveaus werden bepaald en genormaliseerd naar actine-eiwitniveaus. Relatieve IFI16-eiwitniveaus werden genormaliseerd naar onbehandelde THP-1-schijncellysaten. n = 3 onafhankelijke experimenten van drie onafhankelijke biologische replica’s. Alle gegevens zijn uitgezet als gemiddelde ± SD. Voor alle gegevens, behalve voor Fig. 1c, werden statistische analyses uitgevoerd met behulp van een ongepaarde tweezijdige t-test. Voor Fig. 1c werd de statistische significantie bepaald met behulp van de Holm-Sidak-methode (tweezijdig met alfa = 0, 05). Brongegevens worden geleverd als een brongegevensbestand. Krediet: DOI: 10.1038/s41467-021-24608-5

Wetenschappers hebben een “nanolichaam” ontwikkeld – een klein fragment van een lama-antilichaam – dat in staat is om het humaan cytomegalovirus (HCMV) te verjagen terwijl het zich verbergt voor het immuunsysteem. Hierdoor kunnen immuuncellen dit potentieel dodelijke virus opsporen en vernietigen.

Ongeveer vier op de vijf mensen in het VK zouden besmet zijn met HCMV, en in ontwikkelingslanden kan dit oplopen tot 95%. Voor de meeste mensen blijft het virus slapend, verborgen in witte bloedcellen, waar het tientallen jaren ongestoord en onopgemerkt kan blijven. Als het virus opnieuw wordt geactiveerd bij een gezond persoon, veroorzaakt het meestal geen symptomen. Voor mensen die immuungecompromitteerd zijn, bijvoorbeeld ontvangers van transplantaties die immunosuppressiva moeten gebruiken om orgaanafstoting te voorkomen, kan HCMV-reactivering verwoestend zijn.

Op dit moment is er geen effectief vaccin tegen HCMV en antivirale middelen blijken vaak niet effectief of hebben zeer ernstige bijwerkingen.

Nu, in een studie gepubliceerd in Natuurcommunicatie, hebben onderzoekers van de Vrije Universiteit Amsterdam en de Universiteit van Cambridge een manier gevonden om het virus uit zijn schuilplaats te verjagen met behulp van een speciaal type antilichaam dat bekend staat als een nanobody.

Nanobodies werden voor het eerst geïdentificeerd bij kamelen en komen voor in alle kameelachtigen – een familie van dieren die ook dromedarissen, lama’s en alpaca’s omvat. Menselijke antilichamen bestaan ​​uit twee zware en twee lichte ketens van moleculen, die samen markers op het oppervlak van een cel of virus, bekend als antigenen, herkennen en eraan binden. Voor deze speciale klasse van kameelachtige antilichamen is echter slechts een enkel fragment van het antilichaam – vaak aangeduid als antilichaam met één domein of nanobody – voldoende om antigenen goed te herkennen.

Dr. Timo De Groof van de Vrije Universiteit Amsterdam, de gezamenlijke eerste auteur van de studie, zei: “Zoals de naam al doet vermoeden, zijn nanobodies veel kleiner dan reguliere antilichamen, waardoor ze perfect geschikt zijn voor bepaalde soorten antigenen en relatief eenvoudig te produceren en aan te passen. Daarom worden ze geprezen omdat ze het potentieel hebben om een ​​revolutie teweeg te brengen in antilichaamtherapieën.”

Het eerste nanobody is goedgekeurd en op de markt gebracht door biofarmaceutisch bedrijf Ablynx, terwijl andere nanobodies al in klinische studies zitten voor ziekten zoals reumatoïde artritis en bepaalde vormen van kanker. Nu heeft het team in Nederland en het VK nanobodies ontwikkeld die zich richten op een specifiek viruseiwit (US28), een van de weinige elementen die detecteerbaar zijn op het oppervlak van een latent geïnfecteerde HCMV-cel en een belangrijke aanjager van deze latente toestand.

Dr. Ian Groves van de afdeling Geneeskunde van de Universiteit van Cambridge zei: “Ons team heeft aangetoond dat nanobodies die zijn afgeleid van lama’s het potentieel hebben om het menselijk cytomegalovirus te slim af te zijn. Dit kan erg belangrijk zijn omdat het virus levensbedreigende complicaties kan veroorzaken bij mensen bij wie immuunsysteem werkt niet goed.”

In laboratoriumexperimenten waarbij met het virus besmet bloed werd gebruikt, toonde het team aan dat het nanobody zich bindt aan het US28-eiwit en de signalen onderbreekt die door het eiwit worden gegenereerd en die helpen het virus in zijn slapende toestand te houden. Zodra deze controle is verbroken, kunnen de lokale immuuncellen ‘zien’ dat de cel geïnfecteerd is, waardoor de immuuncellen van de gastheer het virus kunnen opsporen en doden, het latente reservoir zuiveren en het bloed van het virus zuiveren.

Dr. Elizabeth Elder, gezamenlijke eerste auteur, die haar werk uitvoerde aan de Universiteit van Cambridge, zei: “Het mooie van deze benadering is dat het het virus net genoeg reactiveert om het zichtbaar te maken voor het immuunsysteem, maar niet genoeg voor het doet wat een virus normaal doet: zich vermenigvuldigen en verspreiden. Het virus wordt gedwongen om zijn kop boven de borstwering te steken, waar het vervolgens door het immuunsysteem kan worden gedood.”

Professor Martine Smit, ook van de Vrije Universiteit Amsterdam, voegde toe: “Wij geloven dat onze aanpak zou kunnen leiden tot een hoognodig nieuw type behandeling voor het verminderen en mogelijk zelfs voorkomen van CMV-infectieus bij patiënten die in aanmerking komen voor orgaan- en stamceltransplantatie. ”