Ученые определили группу нанотел с хорошей нейтрализующей активностью в отношении вызывающих беспокойство вариантов SARS-CoV-2.

Группа ученых из Канады недавно охарактеризовала панель нанотел против шипового белка коронавируса 2 тяжелого острого респираторного синдрома (SARS-CoV-2). Нанотела продемонстрировали высокое сродство к связыванию эпитопов и нейтрализующую эффективность против различных вызывающих озабоченность вариантов SARS-CoV-2 (летучие органические соединения). Исследование теперь доступно на bioRxiv* Допечатный сервер.

Стадион: Арсенал нанотел для крупномасштабного противодействия текущим и будущим вариантам SARS-CoV-2. Изображение предоставлено: Design_Cells / Shutterstock.com

задний план

Пандемия коронавируса 2019 года (COVID-19), вызванная SARS-CoV-2, стала огромным бременем для глобальной системы здравоохранения: более 275 миллионов случаев инфицирования и 5,5 миллиона смертей во всем мире. Несмотря на разработку потенциальных вакцин и терапевтических моноклональных антител против COVID-19, во всем мире наблюдается непрерывный рост пандемии, особенно из-за появления мутантных вирусных вариантов с улучшенным иммунитетом.

Помимо моноклональных антител, моноклональные нанотела показали большую эффективность в качестве терапевтического вмешательства против COVID-19. Нанотела — это взаимосвязанные домены антител тяжелой цепи, встречающиеся только у верблюдов. Высокая аэрозольная способность наночастиц делает их подходящими кандидатами для ингаляционной доставки. Кроме того, нанотела могут быть собраны для образования многополярных структур, которые демонстрируют высокую перекрестную реактивность и способность нейтрализации различных ЛОС.

В текущем исследовании ученые описали панель из 37 наноантител против SARS-CoV-2 как моновалентные и двухвалентные слитые с IgG Fc.

Возможности нанотел, прикрепленных к соску

Анализ свойств связывания показал, что как моновалентные, так и двухвалентные нанотела обладают высоким сродством к белку-шипу, доменам S1 и S2, рецептор-связывающему домену (RBD) и N-концевому домену (NTD) исходного уханьского штамма SARS-CoV-2. Кроме того, большинство двухвалентных нанотел показали высокую перекрестную реактивность против белка-шипа для альфа, бета, гамма, дельта и каппа вариантов SARS-CoV-2. Точно так же большинство одновалентных наночастиц показали высокую перекрестную реактивность против коронавирусов панголинов, а некоторые из них показали перекрестную реактивность против вируса SARS. Моновалентные нанотела, нацеленные на домены S2, RBD и NTD SARS-CoV-2, показали широкий диапазон перекрестной реактивности.

Важно отметить, что большинство одновалентных наночастиц показали высокую устойчивость к высоким температурам и аэрозолям. Точно так же двухвалентные наночастицы показали высокую стабильность в сыворотке и подходящую стойкость для экспериментов на животных.

Нейтрализация эффективности наночастиц

Результаты теста на нейтрализацию вируса показали, что большое количество моновалентных нанотел, особенно нанотел против RBD, способны нейтрализовать SARS-CoV-2. Однако доля двухвалентных нанотел с эквивалентной мощностью была выше, чем у моновалентных нанотел.

Была определена эффективность нейтрализации всех моновалентных и двухвалентных нанотел против RBD и некоторых двухвалентных нанотел против NTD против тестируемых ЛОС в исследовании. Результаты показали, что нанотела, способные эффективно нейтрализовать вирус дикого типа и альфа-вариант, обладают более низкой нейтрализующей эффективностью против тестируемых вариантов.

В общей сложности 12 из 20 протестированных двухвалентных наночастиц показали высокую эффективность при нейтрализации дельта-варианта. Среди этих нанотел 9 из них смогли нейтрализовать все протестированные варианты помимо SARS-CoV.

Переформатирование моновалентных нанотел в двухвалентные нанотела значительно повысило их эффективность нейтрализации. Наибольшее улучшение было у нанотел против RBD (2–100 раз). Повторная инициализация даже превратила некоторые ненейтральные одновалентные наночастицы в мощные равновесия.

VHH-Fcs продемонстрировал сильную защитную эффективность у хомяков, зараженных SARS-CoV-2.

Характеристика Хатимы

Для 33 протестированных моновалентных наночастиц было идентифицировано в общей сложности 14 уникальных контейнеров с эпитопами. Среди этих кольцевых бункеров 6 были для нанотел против RBD, 3 — для нанотел против NTD и 5 — для нанотел против S2.

Что касается конформационного устройства корзинок эпитопа, был идентифицирован набор паттернов связывания. Более того, в исследовании наблюдалась взаимосвязь между процессами стабильности, охватывающими мутации в ЛОС, и потерей нейтрализации.

Терапевтическая эффективность наночастиц

Терапевтическая эффективность пяти бивалентных нанотел (3 антитела против RBD, 1 против NTD и 1 нанотело против S2) была протестирована на хомяках, инфицированных SARS-CoV-2.

По сравнению с необработанными контрольными животными животные, которым вводили нанотела, показали значительное снижение титров вируса в легких и улучшение потери веса через 5 дней после заражения. Обработка смесью двух нанотел вызвала наибольшее снижение вирусных титров.

Результаты иммуногистохимического исследования показали, что нанотела эффективно снижают воспалительные реакции, вызванные SARS-CoV-2, апоптоз легких и инфильтрацию воспалительных иммунных клеток в легких.

Изучите важность

Исследование характеризует панель наночастиц с хорошей нейтрализующей эффективностью против летучих органических соединений SARS-CoV-2. Учитывая терапевтическую эффективность у животных, ученые предполагают, что эти нанотела могут быть использованы в качестве потенциальных средств лечения против COVID-19.

*Важная заметка

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не подлежат экспертной оценке, и поэтому не должны считаться окончательными, руководить клинической практикой / поведением, связанным со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.