Amarengo

Articles and news

Lamy–tak, Lamy-mogą nam pomóc w walce z Covid-19

miliony lat temu jakiś nieznany wspólny przodek dzisiejszych Lam, wielbłądów i alpak przeszedł niezwykłą mutację genetyczną. Ten ewolucyjny przypadek dał lamom i ich krewnym dziwny rodzaj przeciwciała, którego nie mają żadne inne ssaki-co, o dziwo, może pomóc w walce z Covid-19. W poniedziałek w czasopiśmie Nature Structural & Molecular Biology naukowcy z Instytutu Rosalind Franklin i Uniwersytetu w Oksfordzie poinformowali o odkryciu dwóch przeciwciał Lamy, zwanych również nanobodiami, które mogą zapobiec zakażeniu ludzkich komórek wirusem powodującym Covid-19.

„mogą one blokować dość silnie—interakcję między wirusem a komórką ludzką”, mówi Ray Owens, profesor biologii molekularnej na Uniwersytecie w Oksfordzie i jeden z starszych autorów badania. „W zasadzie neutralizują wirusa.”

podobnie jak wszystkie przeciwciała, nanobody opracowane przez Owensa i jego zespół mają zdolność rozpoznawania i przyłączania się do określonego miejsca na określonym białku-w tym przypadku tak zwanych białek kolcowych, które pokrywają powierzchnię nowego koronawirusa. Kiedy te kolce zatrzaskują się na ACE2, białku, które znajduje się na zewnątrz wielu ludzkich komórek, koronawirus może wejść i zainfekować te komórki. Jeśli jednak białka kolców zostaną zablokowane przed przyłączeniem się do ACE2, wirus będzie unosił się bez szkody, nie będąc w stanie zaatakować.

większość gatunków, w tym ludzie, wytwarza bardzo podobne przeciwciała. Zazwyczaj przeciwciała opracowane do zabiegów medycznych są najpierw wytwarzane u zwierząt laboratoryjnych, takich jak króliki, a następnie izolowane i modyfikowane genetycznie, aby bardziej przypominały ludzkie przeciwciała. Ale kilka gatunków, w tym Lamy, ich towarzyszki wielbłądy i rekiny, są przeciwciałami. Zwierzęta te wytwarzają nanobody, tak zwane, ponieważ są znacznie mniejsze niż ich kuzyni przeciwciała.

te małe cząsteczki mają swoje szczególne zalety. „Czasami może istnieć konkretna kieszeń, która tworzy się na powierzchni białka, które jest zagłębione”, mówi Jason McLellan,profesor nadzwyczajny biologii molekularnej na University of Texas at Austin, który odkrył również nanobody Lamy, które blokują Wiązanie się białka spike z ACE2. Większe przeciwciała, mówi, ” nie można związać wewnątrz tej kieszeni.”

nawet gdy są one stosowane w dokładnie tych samych miejscach, nanobody mogą mieć przewagę nad ludzkimi przeciwciałami. „Są bardzo stabilne”, mówi Owens. W przeciwieństwie do większości przeciwciał, utrzymują swój kształt w ekstremalnych środowiskach, takich jak ludzki żołądek.

biorąc pod uwagę te zalety, nanobody zostały opracowane jako leczenie chorób, a jeden został nawet zatwierdzony przez FDA jako leczenie raka. Wypróbowana i prawdziwa metoda opracowywania nanobodii polega na wstrzyknięciu nieszkodliwego fragmentu patogenu do Lamy i oczekiwaniu na reakcję immunologiczną zwierzęcia. Ale zaszczepienie Lamy i wydobycie jej nanobodii jest procesem trwającym kilka miesięcy, powolnym jak na standardy badań z epoki Covid-19. Więc Owens i jego koledzy przyjęli inny takt.

zaczęli od ogromnego zestawu nanobodii, które wcześniej zostały wyizolowane z LAM. „Mamy cały zbiór różnych sekwencji o różnym potencjale wiązania”, mówi Owens. Następnie użyli białka kolca, aby” wyłowić ” wszelkie nanobody, które mogłyby się do niego przyczepić. Ta strategia pozwoliła im szybko zidentyfikować nanobody, które mają potencjał przeciwko SARS-CoV-2.

Niestety, ten nanobody nie przywiązał się do białka wystarczająco mocno, aby skutecznie zablokować nowy koronawirus przed wejściem do komórek. Więc Owens i jego zespół losowo zmutowali obszar nanobody, który połączył się z białkiem kolca, w nadziei na stworzenie dopasowania. Udało im się: w obecności wystarczająco dużych ilości jednego z tych zmutowanych nanobodii, SARS-CoV-2 był całkowicie niezdolny do przedostania się do ludzkich komórek. „Oni dosłownie nie mogą rozwinąć infekcji”, mówi Owens.

McLellan i jego zespół, którzy opublikowali swoje odkrycie nanobody w komórce w maju, wykorzystali inną strategię. Opracowywali już nanobody przeciwko SARS-CoV-1, wirusowi, który spowodował epidemię SARS w latach 2002-2004; przypadkowo odkryli, że ten sam nanobody okazał się skuteczny przeciwko SARS-CoV-2.

chociaż ich nanobody mają tę zaletę, że są skuteczne przeciwko wielu koronawirusom, podejście preferowane przez Owensa i jego współpracowników może mieć swoje własne zalety. „Ogólnie rzecz biorąc, aby uzyskać szerokość, rezygnujesz z pewnej siły lub swoistości przeciwko którejkolwiek konkretnej cząsteczce”, mówi McLellan. „To delikatna równowaga.”Ponieważ Owens i jego zespół zoptymalizowali swoje nanobody do użycia w SARS-CoV-2, mogą okazać się skuteczniejsi przeciwko niemu – chociaż potrzebne są dalsze badania.

niezależnie od tego, jaki rodzaj nanobody wychodzi na wierzch, dwa mogą być lepsze niż jeden w leczeniu Covid-19. „Te dwa nanobody mogą być używane jednocześnie, aby wygenerować efekt addytywny lub synergiczny”, mówi McLellan. Ponieważ nanobody odkryte przez każdą z grup przyłączają się do białka kolca w różnych miejscach,gdy są używane wspólnie, mogą współpracować, aby jeszcze trudniej było połączyć kolca z ACE2.

te szybkie metody adaptacji starych nanobodii do nowych celów są środkami stopgap. Naukowcy nadal czekają na Lamy, które wystawili na działanie białka spike, aby wyprodukować własne nanobody SARS-CoV-2 od podstaw: zarówno Owens, jak i McLellan pracują obecnie nad takimi projektami. „Wykorzystanie immunizacji, naturalnego układu odpornościowego, do dojrzewania interakcji o wysokim powinowactwie, oczywiście daje najlepsze spoiwa”, mówi Owens.

w międzyczasie obaj naukowcy mają nadzieję, że ich nanobody mogą okazać się skutecznymi metodami leczenia osób ciężko chorych na Covid-19. Podczas gdy układ odpornościowy pacjenta zmaga się z odpowiednią odpowiedzią immunologiczną, nanobody i inne rodzaje przeciwciał mogą działać jako środek awaryjny, aby zapobiec przedostawaniu się SARS-CoV-2 do większej liczby ich komórek. To samo uzasadnienie kryje się za leczeniem polegającym na wstrzyknięciu pacjentowi osocza od osoby, która przeżyła Covid-19, ale transfuzje wiążą się z ryzykiem infekcji i zależą od darowizn. Dopóki szczepionka stanie się dostępna, niektórzy badacze uważają, że leczenie przeciwciałami może być stosowane jako krótkoterminowa ochrona pracowników służby zdrowia i rodzin pacjentów.

po osiągnięciu etapu klinicznego nanobody mogą być wygodniejsze w pracy niż inne przeciwciała. Ponieważ są tak małe, mogą łatwiej przemieszczać się przez tkanki ciała, więc niekoniecznie musiałyby być wstrzykiwane pacjentom. „Potencjalnie mogą być wdychane bezpośrednio do płuc, gdzie występują infekcje dróg oddechowych”, mówi McLellan.

Ich niewielkie rozmiary oznaczają, że mogą być wytwarzane w bakteriach—znacznie taniej i szybciej niż standardowe przeciwciała, które muszą być wytwarzane w komórkach zwierzęcych.

Jacob Glanville, prezes i dyrektor generalny Distributed Bio, firmy biotechnologicznej, która opracowuje tradycyjne przeciwciała do stosowania przeciwko nowemu koronawirusowi, uważa, że łatwość wytwarzania nanobodii jest istotnym punktem na ich korzyść. „Myślę, że jest to uzasadniona przewaga”, mówi. „Jestem bardzo zaniepokojony globalną zdolnością do produkcji cho, czyli komórek jajnika chomika chińskiego, które są wykorzystywane do wytwarzania większych przeciwciał w skali.

na dłuższą metę McLellan ma nadzieję, że przeciwciała Lamy mogą pomóc w zapobieganiu pandemii takiej jak Covid-19. „Myślę, że jednym z kolejnych kroków jest rozpoczęcie prób identyfikacji przeciwciał i nanobodii, które mogą zasadniczo wiązać i neutralizować różne koronawirusy”, mówi Mcleland. „W przypadku kolejnej epidemii koronawirusa w przyszłości, możemy mieć przeciwciało natychmiast, od pierwszego dnia, które mogłoby zadziałać i zneutralizować wirusa.”

więcej wspaniałych opowieści przewodnich

  • globalne ocieplenie. Nierówność. Covid-19. A Al Gore jest … optymistycznie?
  • Koszulki Linkin Park są wściekłością w Chinach
  • 5G miało zjednoczyć świat-zamiast tego rozdzieliło nas
  • jak zablokować kod dostępu dowolną aplikację w telefonie
  • siedem najlepszych gramofonów do twojej kolekcji winylowej
  • 👁 terapeuta jest w środku—i to jest aplikacja chatbota. Plus: Otrzymuj najnowsze wiadomości o sztucznej inteligencji
  • 🏃🏽♀️ chcesz najlepszych narzędzi, aby uzyskać zdrowe? Sprawdź typy naszego zespołu Gear dla najlepszych trackerów fitness, sprzętu do biegania (w tym butów i skarpet) i najlepszych słuchawek

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.