Amarengo

Articles and news

Llamas-Ja, Llamas-kan hjälpa oss att bekämpa Covid-19

för miljontals år sedan genomgick någon okänd gemensam förfader till dagens lamaer, kameler och alpackor en ovanlig genetisk mutation. Denna evolutionära händelse gav lamaer och deras släktingar en konstig typ av antikropp som inga andra däggdjur har—vilket överraskande kan hjälpa till i kampen mot Covid-19. På måndag, i tidskriften Nature Structural & Molecular Biology, rapporterade forskare från Rosalind Franklin Institute och University of Oxford upptäckten av två Lama-antikroppar, även kallade nanobodies, som kan förhindra att viruset som orsakar Covid-19 infekterar mänskliga celler.

”dessa kan blockera-blockera ganska kraftigt-interaktionen mellan viruset och den mänskliga cellen”, säger Ray Owens, professor i molekylärbiologi vid University of Oxford och en av studiens seniorförfattare. ”De neutraliserar i princip viruset.”

liksom alla antikroppar har nanokropparna som Owens och hans team utvecklat förmågan att känna igen och fästa vid en specifik plats på ett specifikt protein—i detta fall de så kallade spikproteinerna som täcker ytan på det nya koronaviruset. När dessa spikar låses fast på ACE2, ett protein som sitter på utsidan av många mänskliga celler, kan koronaviruset komma in och infektera dessa celler. Om emellertid spikproteinerna blockeras från att fästa vid ACE2, kommer viruset att flyta runt ofarligt och inte kunna invadera.

de flesta arter, inklusive människor, gör mycket liknande antikroppar. Typiskt produceras antikroppar som utvecklats för medicinska behandlingar först i laboratoriedjur som kaniner, sedan isolerade och genetiskt tweaked för att mer likna humana antikroppar. Men några arter, inklusive lamaer, deras kamelider och hajar, är antikropps oddballs. Dessa djur gör nanobodies, så kallade eftersom de är väsentligt mindre än deras antikroppskusiner.

dessa små molekyler har sina egna speciella fördelar. ”Ibland kan det finnas en särskild ficka som bildas på ytan av ett protein som är försänkt”, säger Jason McLellan, en docent i molekylär biovetenskap vid University of Texas i Austin som också har upptäckt en lama nanobody som blockerar spikproteinet från bindning till ACE2. Större antikroppar, säger han, ” kan inte binda inuti den fickan.”

även när de används på exakt samma fläckar kan nanobodies ha en kant över mänskliga antikroppar. ”De är väldigt stabila”, säger Owens. Till skillnad från de flesta antikroppar behåller de sin form i extrema miljöer, som människans mage.

med tanke på dessa fördelar har nanobodies utvecklats som behandlingar för sjukdomar, och en har till och med godkänts av FDA som en cancerbehandling. Den beprövade metoden för att utveckla nanobodies innebär att man injicerar en ofarlig bit av patogenen i en lama och väntar på att djuret ska montera ett immunsvar. Men att inokulera en lama och extrahera dess nanobodies är en månadslång process, långsam enligt standarderna för Covid-19-eran forskning. Så Owens och hans kollegor tog en annan tack.

de började med en enorm uppsättning nanobodies som tidigare hade isolerats från lamaer. ”Vi har en hel samling olika sekvenser med olika bindningspotentialer”, säger Owens. De använde sedan spikproteinet för att” fiska ut ” alla nanobodies som skulle fästa vid det. Denna strategi gjorde det möjligt för dem att snabbt identifiera en nanobody som hade potential mot SARS-CoV-2.

tyvärr fästes inte denna nanobody till proteinet tillräckligt tätt för att effektivt blockera det nya koronaviruset från att komma in i celler. Så Owens och hans team muterade slumpmässigt regionen av nanobody som kopplade till spikproteinet, i hopp om att skapa en snygg passform. Och de lyckades: i närvaro av tillräckligt stora mängder av en av dessa muterade nanobodies var SARS-CoV-2 helt oförmögen att komma in i mänskliga celler. ”De kan bokstavligen inte utveckla infektion”, säger Owens.

McLellan och hans team, som publicerade sin nanobody discovery i Cell i Maj, utnyttjade en annan strategi. De utvecklade redan en nanobody mot SARS-CoV-1, viruset som orsakade SARS-epidemin 2002-04; lyckligtvis fann de att samma nanobody visade sig vara effektiv mot SARS-CoV-2.

medan deras nanobody har fördelen att de är effektiva mot flera koronavirus, kan det tillvägagångssätt som Owens och hans kollegor föredrar ha sina egna dygder. ”I allmänhet, för att få bredd, ger du upp viss styrka eller specificitet mot någon viss molekyl”, säger McLellan. ”Det är en känslig balans.”Eftersom Owens och hans team optimerade sina nanobodies för användning på SARS-CoV-2, kunde de visa sig mer effektiva mot det—även om ytterligare forskning behövs.

oavsett vilken typ av nanobody som kommer ut på toppen kan två vara bättre än en för Covid-19-behandling. ”Dessa två nanobodies kunde användas samtidigt, för att kanske generera en additiv eller synergistisk effekt”, säger McLellan. Sedan nanobodies som upptäckts av varje grupp fäster till spikproteinet på olika fläckar, när de används i konsert kunde de klara sig för att göra det ännu svårare för spiken att ansluta till ACE2.

dessa snabba metoder för att anpassa gamla nanobodies för nya ändamål är stopgap-åtgärder. Forskare väntar fortfarande på lamaerna som de har utsatt för spikproteinet för att producera sina egna SARS-CoV-2 nanobodies från början: både Owens och McLellan arbetar för närvarande med sådana projekt. ”Att använda immunisering, det naturliga immunsystemet, för att mogna interaktioner med hög affinitet ger dig uppenbarligen de bästa bindemedlen”, säger Owens.

under tiden hoppas båda forskarna att deras nanobodies kan visa sig vara effektiva behandlingar för personer som är allvarligt sjuka med Covid-19. Medan en patients immunsystem kämpar för att montera ett adekvat immunsvar, kan nanobodies och andra typer av antikroppar fungera som en nödåtgärd för att förhindra att SARS-CoV-2 kommer in i mer av sina celler. Samma motiv ligger bakom behandlingar som innebär att man injicerar en patient med plasma från en Covid-19-överlevande, men transfusioner medför risk för infektion och beror på donationer. Innan ett vaccin blir tillgängligt tror vissa forskare att antikroppsbehandlingar kan användas som kortvarigt skydd för vårdpersonal och patienternas familjer.

en de når det kliniska stadiet, nanobodies kan vara bekvämare att arbeta med än andra antikroppar. Eftersom de är så små kan de resa mycket lättare genom kroppsvävnader, så de behöver inte nödvändigtvis injiceras i patienter. ”Potentiellt kan de inhaleras direkt i lungan, där luftvägsinfektioner uppstår”, säger McLellan.

”de är också mycket lättare att göra”, säger Owens. Deras lilla storlek innebär att de kan produceras i bakterier—mycket billigare och snabbare än standardantikroppar, som måste tillverkas i djurceller.

Jacob Glanville, VD och koncernchef för Distributed Bio, ett bioteknikföretag som utvecklar traditionella antikroppar för användning mot det nya koronaviruset, anser att lättheten att producera nanobodies är en materiell punkt till deras fördel. ”Jag tror att det är en legitim fördel”, säger han. ”Jag är mycket bekymrad över den globala kapaciteten att producera CHO” eller ovarieceller från kinesisk hamster, som används för att generera större antikroppar i skala.

på lång sikt hoppas McLellan att Lama-antikroppar kan hjälpa till att förhindra att en pandemi som Covid-19 någonsin händer igen. ”Jag tror att ett av nästa steg är att börja försöka identifiera antikroppar och nanobodies som i stort sett kan binda och neutralisera olika koronavirus”, säger McLleland. ”Om det finns ett annat koronavirusutbrott i framtiden kan vi då redan ha antikroppen omedelbart, från dag ett, som kan fungera och neutralisera viruset.”

fler stora Trådbundna berättelser

  • global uppvärmning. Ojämlikhet. Covid-19. Och Al Gore är … optimistisk?
  • Linkin Park T-shirts är alla raseri i Kina
  • 5G skulle förena världen—istället sliter det oss ifrån varandra
  • hur man löser kodlås någon app på din telefon
  • de sju bästa skivspelarna för din vinylsamling
  • bisexuell terapeuten är i-och det är en chatbot—app. Plus: få de senaste AI-nyheterna
  • 🏃🏽♀️ vill du ha de bästa verktygen för att bli frisk? Kolla in vårt Gear-lags val för de bästa fitnessspårarna, löputrustningen( inklusive skor och strumpor) och bästa hörlurarna

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.