Проучването идентифицира широкоспектърно антитяло, което неутрализира тревожните варианти на SARS-CoV-2

В наскоро публикувана статия в сп Наука имунологияучените са описали идентифицирането и терапевтичната оценка на антитяло, което широко неутрализира основните варианти на тежък остър респираторен синдром коронавирус 2 (SARS-CoV-2), включително вариантите алфа, бета, делта и омикрон.

Проучвания: Антитяло, което неутрализира SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2 чрез свързване към запазен шипов епитоп извън рецепторния свързващ мотив. Кредит за изображение: ThSucho/Shutterstock

Заден план

В отговор на смъртоносната коронавирусна болест, 2019 (COVID-19), причинена от SARS-CoV-2, бяха разработени няколко потенциални ваксини, терапевтични антитела и антивирусни лекарства, които заедно помогнаха за намаляване на траекторията на пандемията. Въпреки това, непрекъснатата поява на нови вирусни варианти с повишена трансмисивност и имунна годност подчерта необходимостта от разработване на широкоспектърни терапевтични и превантивни интервенции, които могат да неутрализират голямо разнообразие от вирусни варианти.

Повечето моноклонални терапевтични антитела, разработени по време на ранната фаза на пандемията, работят, като предотвратяват взаимодействието между шиповия протеин на SARS-CoV-2 и човешкия ангиотензин-конвертиращ ензим 2 (ACE2), което е ключовата стъпка за навлизане на вируса в клетките гостоприемници. Тези антитела са насочени предимно към епитопи в рецептор-свързващия мотив (RBM) на шиповия рецептор-свързващ домен (RBD).

Най-скоро появилият се вариант на SARS-CoV-2 omicron съдържа повече от 15 мутации в шиповия RBD, което прави варианта силно устойчив на моноклонални, както и на индуцирани от ваксина антитела. За по-добро управление на пандемията е от жизненоважно значение да се разработят широко неутрализиращи антитела срещу имунно избягващи варианти като омикрон.

В настоящото проучване учените са описали идентифицирането и терапевтичната оценка на моноклонално антитяло с широка неутрализираща ефикасност срещу варианти на SARS-CoV-2.

Идентифициране на анти-SARS-CoV-2 моноклонално антитяло

Генерирането на спайк-насочени антитела беше извършено чрез имунизиране и последващо стимулиране на мишки с шипов ектодомен или RBD на оригиналния щам SARS-CoV-2 Wuhan. LIBRA (свързване на В-клетъчен рецептор към антигенна специфичност чрез секвениране) технология за секвениране беше използвана за идентифициране на антиген-специфични паметови В-клетки и отделни клетъчни секвенирани В-клетъчни рецептори.

ДНК, кодираща вариабилните региони на идентифицираните В-клетъчни рецептори, беше вмъкната в скелета на човешкото имуноглобулин G1 (IgG1) антитяло, за да се произведат химерни антитела. Това доведе до генерирането на 27 RBD-насочени и седем не-RBD-насочени антитела.

Анализът за неутрализиране на вируса в проучването идентифицира седем антитела с висока неутрализираща ефективност срещу щама Wuhan на SARS-CoV-2. От тези антитела едно (SW186) показа оптимална неутрализираща ефективност срещу широк спектър от варианти на SARS-CoV-2, включително алфа, бета, делта, гама, ламбда и мю.

Идентифицираното антитяло SW186 показа висока неутрализираща ефикасност срещу див тип SARS-CoV-2 и неговите варианти при наномоларни концентрации. Антитялото обаче показа значително намалена неутрализираща ефективност срещу омикрон и неговите подварианти.

По-специално, антитялото SW186 показа висока неутрализираща ефективност срещу коронавирус 1 на тежък остър респираторен синдром (SARS-CoV-1), бетакоронавирус, отговорен за избухването на SARS през 2002-2004 г. Това откритие показва, че антитялото SW186 е насочено към епитоп, силно запазен между SARS-CoV-1 и SARS-CoV-2.

Структурен анализ на комплекс антиген-антитяло

Криоелектронният микроскопски анализ на комплекса антитяло-антиген разкри, че насоченият към антитялото епитоп SW186 е разположен извън RBM на шипа RBD. Епитопът съдържа няколко запазени аминокиселини. По-нататъшен анализ разкри, че антитялото SW186 не се свързва с интерфейса RBD-ACE2.

Епитопът на антитялото SW186 включва място за гликозилиране (N343), което е важно за навлизането на вируса в клетките гостоприемници. Този остатък е силно запазен между човешките коронавируси.

По-нататъшен анализ разкри, че регионът 3, определящ комплементарността на тежката верига (HCDR3) на антитялото SW186, е частично вмъкнат в малка бразда на RBD и че взаимодействията до голяма степен се допринасят от полипептидния скелет, а не от страничните вериги на малката бразда на RBD. Това откритие предполага, че RBD мутациите може да не повлияят значително на свързването на антитялото SW186.

Терапевтична ефикасност на SW186

Терапевтичната ефикасност на антитялото беше тествана чрез първоначално заразяване на мишките с алфа, бета или делта варианта на SARS-CoV-2, последвано от лечение с антитялото SW186. Резултатите показват, че мишките, третирани с SW186 антитела, имат значително по-нисък вирусен товар в белите дробове в сравнение с нелекуваните мишки. Освен това, лечението с антитела предпазва мишките от загуба на телесно тегло, белодробно увреждане и белодробна инфилтрация на възпалителни медиатори.

За да се тества ефикасността на антитялото SW186 при хора, беше генериран панел от хуманизирани антитела и тестван за неутрализираща ефективност срещу алфа, бета и делта варианти. Констатациите разкриват, че повечето от тези хуманизирани антитела неутрализират тестваните варианти с подобна ефикасност като мишото антитяло SW186.

Значение на изследването

Проучването идентифицира широкоспектърно моноклонално антитяло (SW186), което ефективно неутрализира опасните варианти на SARS-CoV-2 и SARS-CoV-1. Учените вярват, че запазеният епитоп на RBD, насочен от антитяло SW186, може да бъде разгледан в бъдещи проучвания за разработване на нови терапевтични антитела.

.