![Transmissie-elektronenmicrofoto van SARS-CoV-2-virusdeeltjes geïsoleerd uit een patiënt. Krediet: NIAID SARS-CoV-2, COVID-19](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800a/2021/4-sarscov2covi.jpg)
Transmissie-elektronenmicrofoto van SARS-CoV-2-virusdeeltjes geïsoleerd uit een patiënt. Krediet: NIAID
Australische onderzoekers hebben neutraliserende nanobodies geïdentificeerd die voorkomen dat het SARS-CoV-2-virus cellen binnendringt in preklinische modellen.
De ontdekking maakt de weg vrij voor verder onderzoek naar op nanobody gebaseerde behandelingen voor COVID-19.
Gepubliceerd in PNAS, maakt het onderzoek deel uit van een door een consortium geleide inspanning, waarbij de expertise van Australische academische leiders op het gebied van infectieziekten en antilichaamtherapie bij WEHI, het Doherty Institute en het Kirby Institute wordt samengebracht.
Alpaca ‘nanobodies’ gebruiken om COVID-19-infectie te blokkeren
Antilichamen zijn belangrijke infectiebestrijdende eiwitten in ons immuunsysteem. Een belangrijk aspect van antilichamen is dat ze stevig en specifiek aan een ander eiwit binden.
Op antilichamen gebaseerde therapieën, of biologische geneesmiddelen, maken gebruik van deze eigenschap van antilichamen, waardoor ze kunnen binden aan een eiwit dat bij ziekte betrokken is.
Nanobodies zijn unieke antilichamen – kleine immuunproteïnen – die van nature door alpaca’s worden geproduceerd als reactie op infectie.
Als onderdeel van het onderzoek werd een groep alpaca’s in het regionale Victoria geïmmuniseerd met een synthetisch, niet-infectieus deel van het SARS-CoV-2 ‘spike’-eiwit om ze in staat te stellen nanobodies te genereren tegen het SARS-CoV-2-virus.
Universitair hoofddocent Wai-Hong Tham, die het onderzoek leidde, zei dat de oprichting van een nanobody-platform bij WEHI een flexibele respons mogelijk maakte voor de ontwikkeling van op antilichamen gebaseerde therapieën tegen COVID-19.
“Het synthetische spike-eiwit is niet besmettelijk en zorgt er niet voor dat de alpaca’s ziek worden, maar het stelt de alpaca’s in staat om nanobodies te ontwikkelen,” zei ze.
“We kunnen dan de gensequenties die coderen voor de nanobodies extraheren en deze gebruiken om miljoenen soorten nanobodies in het laboratorium te produceren, en vervolgens degene selecteren die het beste aan het spike-eiwit binden.”
Universitair hoofddocent Tham zei dat de toonaangevende nanobodies die de toegang tot virussen blokkeren, vervolgens werden gecombineerd tot een ‘nanobody-cocktail’.
“Door de twee leidende nanobodies in deze nanobody-cocktail te combineren, waren we in staat om de effectiviteit ervan te testen bij het blokkeren van SARS-CoV-2 tegen het binnendringen van cellen en het verminderen van virale ladingen in preklinische modellen,” zei ze.
Nanobody-binding in kaart brengen
ANSTO’s Australische Synchrotron en het Monash Ramaciotti Center for Cryo-Electron Microscopy waren cruciale bronnen in het project, waardoor het onderzoeksteam in kaart kon brengen hoe de nanobodies aan het spike-eiwit bonden en hoe dit het vermogen van het virus om zich aan zijn menselijke receptor te binden, beïnvloedde.
Hariprasad Venugopal, Senior Microscopist van het Monash Ramaciotti Center for Cryo-Electron Microscopy, zei dat de studie het belang benadrukte van open toegang tot high-end Cryo-EM-faciliteiten.
“We waren in staat om de neutraliserende interactie van de nanobodies met het spike-eiwit direct in beeld te brengen en in kaart te brengen met behulp van Cryo-EM met een bijna atomaire resolutie,” zei de heer Venugopal.
“Cryo-EM is een belangrijk instrument geweest om geneesmiddelen te ontdekken in de wereldwijde reactie op de COVID-19-pandemie.”
Door de nanobodies in kaart te brengen, was het onderzoeksteam in staat een nanobody te identificeren dat het SARS-CoV-2-virus herkende, inclusief opkomende wereldwijde varianten van zorg. Het nanobody was ook effectief tegen het oorspronkelijke SARS-virus (SARS-CoV), wat aangeeft dat het kruisbescherming kan bieden tegen deze twee wereldwijd significante menselijke coronavirussen.
“In de nasleep van COVID-19 is er veel discussie over het voorbereid zijn op pandemieën. Nanobodies die kunnen binden aan andere menselijke bèta-coronavirussen – waaronder SARS-CoV-2, SARS-CoV en MERS – zouden effectief kunnen zijn tegen toekomstige coronavirussen ook, ‘zei universitair hoofddocent Tham.
Phillip Pymm et al. Nanobody-cocktails neutraliseren krachtig de SARS-CoV-2 D614G N501Y-variant en beschermen muizen, Proceedings of the National Academy of Sciences (2021). DOI: 10.1073 / pnas.2101918118
Proceedings of the National Academy of Sciences
Geleverd door Walter en Eliza Hall Institute of Medical Research