Идентификувани неутрализирачки антитела против САРС-КоВ-2

Истражувачи од Медицинскиот центар „Erasmus“ на Универзитетот Утрехт,  и биофармацевтската компанија БиоМед, во својот преглед (следува подоле) публикуван во списанието Nature Communications известува дека идентификувала човечко моноклонално антитело (mAb) кое го спречува вирусот САРС-КоВ-2 да инфицира културирани клетки.

„Ова истражување се заснова на работата која нашите групи ја правеа во минатото за антитела насочени кон САРС-КоВ и кои беа вршени во 2002/2003 година“, рече Д-р Беренд-Јан Бош, вонреден професор на Универзитетот Утрехт, во својата изјава. “Користејќи ја оваа колекција на антитела против САРС-КоВ, идентификувавме антитело кое исто така ја неутрализира инфекцијата со САРС-КоВ-2 во културирани клетки. Таквото неутрализирачко антитело има потенцијал да го промени текот на инфекцијата кај заразениот домаќин, да поддржи отстранување на вирусот или да заштити неинфицирана индивидуа која е изложена на вирусот“.

За да се идентификуваат антитела за неутрализирање на САРС-КоВ со вкрстена реактивност кај САРС-КоВ-2, истражувачите користеа ензимско-поврзана имуносорбентна анализа (ЕЛИСА) за да анализираат колекција на протеини SARS S од имунизирани трансгенски глувци.

„Оваа вкрстено неутрализирачка карактеристика на антителото е многу интересна и сугерира дека може да има потенцијал во ублажување на заболувањата предизвикани од коронавируси поврзани со иднината“, рече Бош.

Од 51 супернатанти на SARS S, четири покажаа вкрстена реактивност со S1 подединицата на САРС-КоВ-2, а еден (47Д11) покажал вкрстено неутрализирачка активност на псевдотипизираната РНК на вирусот (вирусен вектор со САРС-КоВ и САРС-КоВ- 2 вирусна обвивка). Ова антитело потоа беше преработено во целосно човечки имуноглобин (IgG1) за понатамошна класификација.

Студијата сугерира дека 47D11, сам или во комбинација со други неутрализирачки антитела кои се насочени кон поддоменот за врзување на рецепторот, би можеле потенцијално да помогнат во развојот на терапевтски стратегии во иднина.

Шилестиот протеин (S) на САРС КоВ (SARS-CoV) го врзува вирусот на неговиот клеточен рецептор ангиотензин-конвертирачки ензим 2 (ACE2). Дефиниран домен за врзување на рецептор (RBD) на S ја посредува оваа интеракција. Кристалната структура со резолуција од 2,9 ангром на RBD врзана за доменот на пептидаза на човекот ACE2 покажува дека RBD претставува нежно конкавна површина, која го држи N-терминалниот лобус на пептидазата. Атомските детали на интерфејсот меѓу двата протеини ја разјаснуваат важноста на промените во остатоците што ја олеснуваат ефикасната инфекција на вкрстените видови и пренесување од човек на човек. Структурата на RBD сугерира начини да се направат редуцирани варијанти на RBD стабилизирани во дисулфид за употреба при дизајнирање на вакцини против коронавирус.

Во овој преглед известуваме за хумано моноклонално антитело кое е спос обно да ги неутрализира SARS-CoV-2 (и SARS-CoV) вирусите во клеточна култура. Ова вкрстено неутрализирачко антитело е насочено кон заедничкиот епитоп на овие вируси и може да обезбеди потенцијал за превенција и третман на Ковид-19. Потребни се дополнителни студии за да се испита дали овие наоди може да се применат во клинички услови на пациенти заболени со Ковид-19.

Појавата на САРС-КоВ-2 во Вухан, Кина предизвика светска епидемија на респираторното заболување Ковид-19. Во моментов нема достапни вакцини и специфични терапевтици за третман на оваа болест.

Тешкиот акутен респираторен синдром коронавирус 2 (САРС-КоВ-2) е етиолошки агенс на заболувањето Ковид-19 што се појави во Кина на крајот на 2019 година, предизвикувајќи пандемија. Заклучно со 19 април 2020 година, 2.224.778 случаи се пријавени ширум светот, од кои 152.551 (6,8%) подлегна на инфекцијата.

SARS-CoV-2 му припаѓа на подгенусот Sarbecovirus (род Betacoronavirus, семејство Coronaviridae) заедно со САРС-КоВ што се појави во 2002 година предизвикувајќи ~ 8000 инфекции со смртност од 10%.

Моноклонални антитела насочени кон специфични места на протеините на вирусната површина се повеќе се препознаваат како моќна класа на лекови против инфективни заболувања, кои покажале терапевтска ефикасност за поголем број вируси.

Потенцијалните неутрализирачки антитела често се насочени кон местото за интеракција на рецепторот во S1, оневозможувајќи ги рецепторните интеракции.

Антителата кои ги неутрализираат коронавирусите првенствено се насочени кон гликопротеините на тримерниот шилец (S) на површината на вирусот, кои посредуваат за влез на вирусот во клетките на домаќинот.

Протеинот S има две функционални подединици: S1 и S2, кои се неопходни за да се олесни влегувањето во вирусот. Првата подединица, S1, содржи четири јадрови домени-области (S1A-S1D) и посредува во прицврстување на вирусот за клетките. Втората подединица, S2, овозможува фузија на вирусните и клеточните мембрани.

Вкрстена реактивност 

Во случај на коронавируси, неутрализирачките антитела честопати се насочени кон местото на интеракција на рецепторот во S1, со што се оневозможуваат интеракциите на рецепторот.

Овие вируси се познати дека се врзуваат за протеинот ACE2 на површината на човечките клетки преку доменот S1B (еден од 4-те основни домени на С1) на нивните шилести протеини.

Протеините на шилците на САРС-КоВ-2 (SARS2-S, 1273 остатоци, сој Вухан-Ху-1) и САРС-КоВ (SARS-S, 1255 остатоци, сој Урбани) се во 77,5% идентични меѓусебе според примарната низа на аминокиселини, структурно се многу слични и најчесто го врзуваат ангиотензин конвертирачкиот ензим 2 – ACE2 (хуман протеин на површината на човечките клетки) како рецептор домаќин преку нивните S1B домен (еден од 4-те основни домени на S1).

Познато е дека интеракцијата на рецепторот предизвикува неповратни промени во конфигурацијата на протеините на шилците на коронавирусот, со што се овозможува фузија на мембраната.

Резултати

За да може да се идентификуваат антитела кои потенцијално би го неутрализирале САРС-КоВ-2, создадена е 51 клеточна линија од хуманизирани глувци кои произведуваат антитела на S протеинот на различни коронавируси. Потоа, извршена е анализа на химерни антитела (добиени од луѓе и стаорци) собрани за да се утврди дали некое може да го неутрализира SARS-CoV-2.

Откриено е антитело (47D11) кое покажало неутрализирачка активност и за САРС-КоВ и за САРС-КоВ-2. Ова химерично антитело беше преработено за да се произведе целосно хумана верзија на антителото.

Во клеточна култура се демонстрираше дека антителото 47D11 го таргетира доменот за врзување на рецепторот S1B и на SARS-CoV и на SARS-CoV-2. Сепак, тие забележале дека врзувањето на антителото 47D11 не влијае на врската на S1B за ACE2. Ова укажува дека 47D11 ги неутрализира SARS-CoV-2 и SARS-CoV преку различен механизам за спречување на врзувањето за рецептори. Потребна е понатамошна работа за да се утврди точниот механизам.                                                          Моќни неутрализирачки антитела честопати го таргетираат овој домен, но заради варијацијата на секвенците на овој регион, тие исто така често се специфични за одредени вируси и слабо ги неутрализираат сродните вируси.                                                                                                                        Вкрстената реактивност на 47D11 укажува на тоа дека тоа антитело најверојатно е насочено кон силно зачуваниот регион на јадровната структура на подединицата S1B.

Врзувањето на ова моноклонално антитело подалеку од интерфејсот за врзување на рецепторот ја отвора можноста за комбинирани третмани со некомпетентни, моќни неутрализирачки антитела кои го таргетираат поддоменот што го врзува рецепторот.

Извор: Nature Communications volume 11, Article number: 2251 Published: 04 May 2020  Cite this article