![Visualisatie van het SARS-CoV-2-virus met nanobodies (paars) die zich hechten aan het 'spike'-eiwit van het virus. Krediet: Dr Drew Berry in samenwerking met Associate Professor Wai-Hong Tham "Nanobodies" zouden aanwijzingen kunnen bevatten voor nieuwe COVID-19-therapieën](https://scx1.b-cdn.net/csz/news/800/2020/nanobodiesco.jpg)
WEHI-onderzoekers studeren ‘nanobodies’ – minuscule immuunproteïnen gemaakt door alpaca’s – in een poging te begrijpen of ze effectief zouden kunnen zijn bij het blokkeren van SARS-CoV-2, het virus dat COVID-19 veroorzaakt.
Alpaca’s produceren unieke antilichamen, nanobodies genaamd, die heel specifiek aan een eiwit kunnen binden. Het onderzoeksteam ontwikkelt nanobodies die specifiek zijn voor de SARS-CoV-2 ‘piek’ eiwit, dat uit het oppervlak van het virus steekt en ervoor zorgt dat het virus zich kan binden en menselijke cellen kan binnendringen.
Het team hoopt dat het ontwikkelen van nanobodies tegen de ‘piek’ proteïne zou een belangrijke stap kunnen zijn in de richting van nieuwe antilichamen ‘biologische geneesmiddelen’ therapieën om COVID-19 te behandelen.
Dit nanobody-programma tegen COVID-19 maakt deel uit van een door een consortium geleid project dat de expertise van Victoriaanse en Australische academische en industriële leiders op het gebied van infectieziekten en antilichaamtherapie samenbrengt bij WEHI, het Doherty Institute, CSL, Affinity Bio, CSIRO, de Burnet Institute en het Kirby Institute.
Nanobodies – de bouwstenen voor op antilichamen gebaseerde therapieën
Antilichamen zijn belangrijke infectiebestrijdende eiwitten in ons immuunsysteem. Een belangrijk aspect van antilichamen is dat ze stevig en specifiek aan een ander eiwit binden, zei universitair hoofddocent Wai-Hong Tham, die het onderzoek bij WEHI leidt.
“Op antilichamen gebaseerde therapieën – of ‘biologische geneesmiddelen’—Benut deze eigenschap van antilichamen, gebruikmakend van een antilichaam dat specifiek bindt aan een eiwit dat betrokken is bij een ziekte. In ons geval zijn we op zoek naar een therapie die bindt aan het SARS-CoV-2-virus’ ‘piek’ eiwit, dat het gebruikt om in menselijke cellen te komen. Deze antilichamen zouden kunnen voorkomen dat het virus zich bindt aan de menselijke receptor, ACE2 genaamd, en daarmee de COVID-19-infectiecyclus stoppen, “zei ze.
Een eigenaardigheid van het alpaca-immuunsysteem maakt alpaca-antilichamen een belangrijke hulpbron in dit project.
“Alpaca’s maken unieke antilichamen, die kleiner zijn dan conventionele antilichamen. Conventionele antilichamen zijn samengesteld uit twee immunoglobine – zware ketens en lichte ketens – terwijl alpaca’s de meeste antilichamen maken die de lichte ketens missen. Nanobodies zijn in het laboratorium gemaakte antilichaamfragmenten van de zware ketens. keten-domein dat vreemde eiwitten herkent. Deze binden echt specifiek aan hun doeleiwit en zijn stabieler dan andere antilichamen, “zei universitair hoofddocent Tham.
Om nanobodies tegen SARS-CoV-2 te genereren, wordt een groep alpaca’s in regionaal Victoria geïmmuniseerd met een synthetisch, niet-infectieus deel van de SARS-CoV-2 ‘piek’ eiwit.
“De synthetische ‘piek’ 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 universitair hoofddocent Tham.
“We kunnen vervolgens 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 zich binden aan de nanobodies. ‘piek’ eiwit.”
“We vergelijken nu deze nanobodies om te ontdekken welke het meest effectief zijn bij het binden van de ‘piek’ eiwit en het blokkeren van het virus om cellen binnen te gaan Deze antilichamen zouden de ontwikkeling van nieuwe behandelingen tegen COVID-19 mogelijk kunnen maken. “
ANSTO’De Australische Synchrotron was een cruciale hulpbron in het project, waardoor het onderzoeksteam in kaart kon brengen welke delen van het ‘piek’ eiwit waaraan de nanobodies bonden en hoe dit het virus beïnvloedde’ vermogen om te binden aan zijn menselijke receptor.
Antilichaamtherapieën gebruiken om COVID-19 te behandelen
Antilichaamtherapieën worden al klinisch gebruikt voor ziekten zoals kanker, inflammatoire en auto-immuunziekten.
Ze kunnen zowel worden gebruikt om ziekten te voorkomen als te behandelen, en zijn vooral nuttig bij oudere mensen of mensen met een verzwakt immuunsysteem, die mogelijk niet in staat zijn om een robuuste immuunrespons op een vaccin op te wekken.
Universitair hoofddocent Tham zei dat op antilichamen gebaseerde therapieën verschilden van vaccins.
“Vaccins wekken een immuunrespons op om antilichamen te produceren, terwijl op antilichamen gebaseerde therapieën de effectieve antilichamen direct afgeven. Hoewel dit betekent dat de op antilichamen gebaseerde therapieën meteen beginnen te werken, zouden ze geen langdurige bescherming bieden. tijd om beschermende immuniteit op te bouwen, maar deze immuniteit kan maanden, jaren of decennia duren. “
Het onderzoek bevindt zich nog in een vroeg stadium, maar het team heeft goede hoop dat het zal helpen in de strijd tegen COVID-19.
“We bevinden ons in de vroege stadia van dit onderzoek en er zijn een aantal stappen die moeten worden genomen bij de ontwikkeling van de therapieën, evenals klinische proeven, voordat deze behandeling bij mensen kan worden gebruikt. Maar we zijn hoopvolle therapieën op basis van antilichamen. zou een mogelijke oplossing kunnen bieden voor COVID-19 en zou kunnen worden gebruikt naast andere behandelingsmethoden om deze wereldwijde pandemie te bestrijden, “zei universitair hoofddocent Tham.
“Hoewel we nog niet zeker weten wanneer deze behandelingen voor COVID-19 beschikbaar zullen zijn voor het publiek, werken we er zo hard mogelijk aan om deze zo snel mogelijk veilig beschikbaar te maken. Ik heb nog nooit groepen mensen zien mobiliseren in dergelijke een gepassioneerde en samenwerkende manier. ”
Geleverd door Walter en Eliza Hall Institute of Medical Research