Nano-antikropp mot covid-19-infektion identifierad av forskare
Forskare vid Karolinska Institutet har identifierat en liten neutraliserande antikropp, en så kallad nano-antikropp, som har förmågan att blockera SARS-CoV-2 från att ta sig in i våra celler. Forskarna menar att den här antikroppen har potential att utvecklas till en antiviral behandling mot covid-19. Resultatet publiceras i tidskriften Nature Communications.
- Vi hoppas att våra resultat kan bidra till att lindra covid-19-pandemin genom att inspirera till ytterligare utvärdering av den här specifika nano-antikroppen som terapeutisk kandidat mot denna virusinfektion, säger Gerald McInerney, korresponderande författare och lektor i virologi vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi vid Karolinska Institutet.
Jakten på effektiva nano-antikroppar—som är fragment av antikroppar som förekommer naturligt i kameldjur och kan anpassas för användning i människor—började i februari när en alpacka injicerades med det ytprotein som det nya coronaviruset använder för att infektera våra celler. Efter 60 dagar visade alpackans blodprover ett starkt immunsvar mot ytproteinet.
B-celler från alpacka
Därefter klonade, berikade och analyserade forskarna olika antikroppssekvenser från alpackans B-celler, en typ av vita blodkroppar, för att komma fram till vilka av dessa som var bäst lämpade att gå vidare med. De identifierade en nano-antikropp, Ty1, döpt efter alpackan Tyson, som effektivt neutraliserar viruset genom att fästa sig på den del av ytproteinet som binder till receptorn ACE2, som viruset använder för att ta sig in i cellen. Detta blockerar viruset från att komma in i cellen och förhindrar därmed infektion.
- Med hjälp av kryoelektronmikroskopi kunde vi se hur nano-antikroppen binder till virusets ytprotein på ett sätt som överlappar med ACE2-receptorn, vilket ger en strukturell förståelse för hur Ty1 blockerar infektion, säger Leo Hanke, postdoktor i Gerald McInerneys grupp och studiens försteförfattare.
Som kandidat för läkemedelsbehandling har nano-antikroppar vissa fördelar jämfört med vanliga antikroppar. Dels är de mindre än en tiondel så stora som traditionella antikroppar vilket gör att de kan binda på unika sätt, dels är de ofta lättare att producera kostnadseffektivt i stor skala. Det finns redan idag metoder för att utveckla nano-antikroppar i människa, till exempel för att hämma virala luftvägsinfektioner.
Prekliniska studier nästa steg
- Våra resultat visar att Ty1 kan binda till SARS-CoV-2 ytproteinet och neutralisera viruset, utan att påverka andra delar av cellen. Vi kommer nu att inleda prekliniska studier för att undersöka den neutraliserande aktiviteten och terapeutiska potentialen av Ty1 in vivo, säger Ben Murrell, biträdande lektor vid institutionen för mikrobiologi, tumör- och cellbiologi och medförfattare till studien.
Projektet är det första från det så kallade CoroNAb-konsortiet, som koordineras av Karolinska Institutet och finansieras av EU:s ramprogram för forskning och innovation, Horizon 2020. Vetenskapsrådet och KI Development Office har bidragit med ytterligare finansiering.
Aminosyrasekvensen för Ty1 finns tillgänglig i den vetenskapliga studien och kan inom kort hittas i NCBI GenBank sequence database under koden MT784731.
Publikation
“An alpaca nanobody neutralizes SARS-CoV-2 by blocking receptor interaction,” Leo Hanke, Laura Vidakovics Perez, Daniel J. Sheward, Hrishikesh Das, Tim Schulte, Ainhoa Moliner-Morro, Martin Corcoran, Adnane Achour, Gunilla B. Karlsson Hedestam, B. Martin Hällberg, Ben Murrell and Gerald M. McInerney, Nature Communications, online 4 september, 2020, doi: 10.1038/s41467-020-18174-5