homescreen

Κορωνοϊός: Το συνθετικό μίνι αντίσωμα που «μπλοκάρει» την COVID-19

Κορωνοϊός: Το συνθετικό μίνι αντίσωμα που «μπλοκάρει» την COVID-19


ygeiamou.gr team

Θα μπορούσε ένα συνθετικό μίνι-αντίσωμα να «ριχτεί» στη μάχη κατά της COVID-19 εμποδίζοντας την είσοδο του ιού στα ανθρώπινα κύτταρα; Τι αποκαλύπτει διεπιστημονικό ερευνητικό εγχείρημα

Την υπόσχεση μίας πιθανής οδού θεραπευτικής αντιμετώπισης της COVID-19 κρατούν τα προκαταρκτικά ευρήματα διεπιστημονικού ερευνητικού εγχειρήματος κορυφαίων εργαστηρίων διεθνώς, το οποίο έχει ως κεντρικό άξονα την αναγνώριση ενός συνθετικού μίνι-αντισώματος που θα μπορούσε ενδεχομένως να μπλοκάρει την είσοδο του κορωνοϊού στα ανθρώπινα κύτταρα.

Η ικανότητα του SARS-CoV-2 να μολύνει τα ανθρώπινα κύτταρα εξαρτάται από τις αλληλεπιδράσεις μεταξύ της πρωτεΐνης-ακίδα του ιού και της ανθρώπινης πρωτεΐνης επιφανείας ACE2. Για να μπορέσει ο ιός να αγκιστρωθεί στην κυτταρική επιφάνεια, η πρωτεΐνη-ακίδα προσδένεται στην ACE2 μέσω τριών προεξοχών-περιοχών δέσμευσης υποδοχέα (RBD). Ο αποκλεισμός των περιοχών δέσμευσης υποδοχέα επομένως έχει τη δυνατότητα να σταματήσει την είσοδο του ιού στα ανθρώπινα κύτταρα. Και αυτό μπορεί να συμβεί με τη χρήση αντισωμάτων.

Τα νανοσώματα ή μίνι αντισώματα, μικροσκοπικά αντισώματα που εντοπίζονται σε καμήλες και λάμα, εμφανίζονται ως υποσχόμενα εργαλεία κατά των ιών εξαιτίας της υψηλής σταθερότητάς τους και του μικρού τους μεγέθους. Αν και η λήψη τους από ζώα είναι χρονοβόρα, η πρόοδος στην τεχνολογία επιτρέπει τώρα την ταχεία επιλογή συνθετικών νανοσωμάτων (sybodies). Μία τεχνολογική πλατφόρμα για την επιλογή τους από μεγάλες βιβλιοθήκες συνθετικών αντισωμάτων αναπτύχθηκε πρόσφατα στο εργαστήριο του ειδικού Markus Seeger στο Πανεπιστήμιο της Ζυρίχης και διατέθηκε για την εν λόγω μελέτη.

Εν συνεχεία, επιστημονική ομάδα υπό τον Christian Löw του Ευρωπαϊκού Εργαστηρίου Μοριακής Βιολογίας στο Αμβούργο ανέτρεξε στις υπάρχουσες βιβλιοθήκες για να εντοπίσει μίνι αντισώματα που θα μπορούσαν να εμποδίσουν τον ιό SARS-CoV-2 να μολύνει ανθρώπινα κύτταρα. Σε πρώτη φάση χρησιμοποίησαν τις περιοχές δέσμευσης υποδοχέα της πρωτεΐνης-ακίδα του ιού ως «δόλωμα» για να επιλέξουν τα μίνι αντισώματα που προσκολλούνται σε αυτές.  Και σε επόμενο στάδιο δοκίμασαν τα επιλεγμένα μίνι αντισώματα ανάλογα με τη σταθερότητα, την αποτελεσματικότητα και την ακρίβεια πρόσδεσής τους. Ανάμεσά τους, το μίνι αντίσωμα 23 (sybody 23) αποδείχθηκε ιδιαίτερα αποτελεσματικό στον αποκλεισμό της περιοχής δέσμευσης των υποδοχέων.

Για να κατανοήσουν επακριβώς πώς αλληλεπιδρά το μίνι αντίσωμα 23 με τις περιοχές δέσμευσης υποδοχέων του ιού, οι ερευνητές στην ομάδα του Dmitri Svergun στο Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας στο Αμβούργο ανέλυσαν την πρόσδεση του μίνι αντισώματος 23 στις περιοχές δέσμευσης υποδοχέων με σκέδαση μικρής γωνίας ακτινών Χ.

Την ίδια στιγμή, ομάδα ειδικών υπό τον Martin Hällberg του Κέντρου Δομικής Βιολογίας Συστημάτων (CSSB) και του Ινστιτούτου Karolinska χρησιμοποίησαν κρυογονική ηλεκτρονική μικροσκοπία για να προσδιορίσουν την πλήρη δομή της προσδεμένης στο μίνι αντίσωμα 23 πρωτεΐνης-ακίδα του SARS-CoV-2.

Οι περιοχές δέσμευσης υποδοχέων εναλλάσσονται μεταξύ δύο θέσεων: στην «πάνω» θέση προεξέχουν έτοιμοι να προσκολληθούν στην ACE2, ενώ στην «κάτω» θέση μαζεύονται για να κρυφτούν από το ανθρώπινο ανοσοποιητικό σύστημα. Οι μοριακές δομές αποκάλυψαν ότι το μίνι αντίσωμα 23 μπλοκάρει τις περιοχές όπου κανονικά RBD και στις δύο «πάνω» και «κάτω» θέσεις, και μπλοκάρει τις περιοχές όπου κανονικά θα δεσμευόταν η ACE2. Αυτή η ικανότητα αποκλεισμού των υποδοχέων του ιού, ανεξάρτητα από τη θέση τους, μπορεί να εξηγεί γιατί το μίνι αντίσωμα 23 είναι τόσο αποτελεσματικό.

Τέλος, προκειμένου να ελέγξει εάν το μίνι αντίσωμα 23 μπορεί να εξουδετερώσει έναν ιό, η ομάδα υπό τον Ben Murrell στο Ινστιτιούτο Karolinska χρησιμοποίησε έναν διαφορετικό ιό, που ονομάζεται φακοϊός, γενετικά τροποποιημένο έτσι ώστε να μεταφέρει την πρωτεΐνη-ακίδα του SARS-CoV-2 στην επιφάνειά του. Οι ειδικοί παρατήρησαν ότι το μίνι-αντίσωμα 23 απενεργοποίησε με επιτυχία τον τροποποιημένο ιό in vitro. Περαιτέρω δοκιμές είναι απαραίτητες ώστε να επιβεβαιωθεί εάν αυτό το συγκεκριμένο αντίσωμα θα μπορούσε να σταματήσει τη λοίμωξη από τον ιό SARS-CoV-2 στον ανθρώπινο οργανισμό.

«Το πνεύμα συνεργασίας είναι τεράστιο σε αυτές τις εποχές και όλοι είχαν κίνητρο να συνεισφέρουν» επισημαίνει ο Christian Löw, εκ των κορυφαίων επιστημόνων της μελέτης. Οι ερευνητές ξεκίνησαν το σχετικό εγχείρημα μόλις έλαβαν έγκριση από το Ευρωπαϊκό Εργαστήριο Μοριακής Βιολογίας για να ανοίξουν ξανά τα εργαστήριά τους εν μέσω της πανδημίας COVID-19.

Κατόρθωσαν να επιλέξουν τα υποψήφια μίνι αντισώματα και να πραγματοποιήσουν τις σχετικές αναλύσεις σε διάστημα μόλις λίγων εβδομάδων. «Το να έχουμε αποτελέσματα τόσο γρήγορα κατέστη εφικτό μόνο διότι οι μεθοδολογίες που χρησιμοποιήσαμε είχαν ήδη καθιερωθεί για άλλα ερευνητικά εγχειρήματα που δεν σχετίζονται με τον ιό SARS-CoV-2. Η ανάπτυξη αυτών των εργαλείων θα είχε απαιτήσει πολύ περισσότερο χρόνο και πόρους» διευκρινίζει ο Christian Löw.

Τα αποτελέσματα του εγχειρήματος ίσως θα μπορούσαν να οδηγήσουν σε έναν δρόμο θεραπευτικής αντιμετώπισης της COVID-19, και οι επιστήμονες πρόκειται να πραγματοποιήσουν περαιτέρω αναλύσεις για να επαληθεύσουν εάν το μίνι αντίσωμα 23 θα μπορούσε όντως να αποτελέσει μία αποτελεσματική θεραπεία.

Διαβάστε επίσης

Κορωνοϊός: Αυτό είναι το ποσοστό που ο καιρός επηρεάζει την εξάπλωσή του – Θα εκπλαγείτε

Κορωνοϊός – Μετάδοση: Πόσο ευκολότερη θα γίνει καθώς ο καιρός κρυώνει

Κορωνοϊός: Αυτός είναι ο Νο1 τρόπος μετάδοσης – Οι δυο κινήσεις που προστατεύουν



Απόρρητο Απόρρητο