اسکن جهش زایی با استفاده از آلانین، تریپتوفان و لیزین انجام شد که به ترتیب از دست دادن تعامل، چالش فضایی و بار را برای تعریف اپی توپ اتصال بر روی نانوبادی همجوشی VHH-IgA1.1 معرفی می‌کنند. باقی مانده های اتصال VHH-IgA1.1 نیز با آنزیم تبدیل کننده آنژیوتانسین انسانی 2 (hACE2) رابط تعاملی بر روی سنبله RBD مقایسه شد.
نتایج گزارش کردند که نانو جسم همجوشی VHH-IgA1.1 اپی توپ های حفاظت شده RBD را شناسایی کرده و به آن متصل می شود و همه گونه های اصلی SARS-CoV-2، از جمله زیر متغیرهای Omicron BA.1.1، BA.2، و BA.2.12.1 را خنثی می کند. . همچنین مشخص شد که نانوبادی همجوشی IgA در برابر زیرمتغیرهای Omicron دارای قدرت بالاتری نسبت به نانوبادی همجوشی IgG است که کارایی یک درمان با واسطه IgA مخاطی را برجسته می‌کند.
را in vivo خنثی سازی SARS-CoV-2 توسط VHH-IgA1.1 با تزریق داخل بینی VHH-IgA1.1 به موش های تراریخته کراتین 18 (K18) آلوده به SARS-CoV-2 آزمایش شد که hACE2 را بیان می کردند. علاوه بر این، VHH-IgA1.1 مهندسی شده در یک سیستم بیان کپی بالا PichiaPink برای تولید نانو بادی های همجوشی در پیچیا پاستوریس مخمرها
نتایج
بخش متبلور (Fc) منطقه IgG1 و IgA1 با توالی مونومر VHH1.1 ذوب شدند و پروتئین فیوژن در سلول های Expi293 بیان شد. سپس کارایی اتصال متقابل پروتئین‌های همجوشی نانوبادی در برابر پروتئین RBD طیف گسترده‌ای از انواع SARS-CoV-2، از جمله WA1/2020، آلفا، بتا، گاما، کاپا، مو، دلتا، و Omicron مورد آزمایش قرار گرفت. نتایج اتصال با آزمایش نانوبادی‌های همجوشی در برابر تریمرهای پروتئین اسپایک اکتودومین محلول همه گونه‌های SARS-CoV-2 تأیید شد.
توسعه بسیار سریع واکسن‌های SARS-CoV-2 و درمان‌های آنتی‌بادی مونوکلونال، عوارض و مرگ‌ومیر مرتبط با همه‌گیری بیماری کروناویروس 2019 (COVID-19) را به شدت کاهش داده است. با این حال، انواع اورژانس SARS-CoV-2 مانند Omicron و زیرشاخه‌های آن دارای جهش‌های جدید متعددی در دامنه اتصال گیرنده پروتئین اسپایک (RBD) هستند که امکان فرار ایمنی و افزایش انتقال ویروس را فراهم می‌کند. علاوه بر این، اکثر آنتی بادی های مونوکلونال در استفاده بالینی نیز در برابر این گونه های اورژانس بی اثر می شوند.
در مطالعه حاضر، کلون بالغ VHH1.1 که توسط همان تیم محقق در مطالعه قبلی شناسایی شده بود، برای توسعه نانوبادی همجوشی IgA استفاده شد. نانوبادی‌ها در شناسایی مناطق حفاظت‌شده در پاتوژن‌های بیش‌متغیر کارآمد هستند و به آنها برتری نسبت به آنتی‌بادی‌های مونوکلونال می‌دهند. ناحیه تعیین‌کننده مکملیت 3 در نانوبادی‌ها طولانی‌تر است، و قطر پاراتوپ‌ها کوچک‌تر است، و آنها را قادر می‌سازد به اپی توپ‌هایی که حفظ شده‌اند و در فرورفتگی‌های محدود شده از گلیکوپروتئین‌های ویروسی یافت می‌شوند، متصل شوند. این مزایا باعث می شود که نانو بادی ها کاندیدای عالی در درمان مخاطی برای بیماری های تنفسی باشند. تولید نانو جسم با استفاده از پلت فرم های مخمر یا سویا نیز مقرون به صرفه است.
اگرچه آنتی بادی های خنثی کننده ضد RBD IgG در برابر COVID-19 موثر بوده اند، ساخت آنتی بادی های IgG مونوکلونال گران است و تجویز داخل وریدی درمان IgG تهاجمی است. علاوه بر این، انواع اورژانس نیز اثربخشی درمان IgG را کاهش می‌دهند. در مقایسه، مطالعات نشان داده اند که آنتی بادی های مونوکلونال IgA ظرفیت خنثی کنندگی بالاتری در برابر SARS-CoV-2 نسبت به اشکال مخاطی طبیعی نشان می دهند. علاوه بر این، تزریق داخل بینی واکسن SARS-CoV-2 در مدل‌های موش، سطوح IgA مخاطی و اثرات محافظتی در برابر عفونت‌های SARS-CoV-2 را افزایش داده است، که نشان‌دهنده پتانسیل یک درمان پیشگیرانه IgA از طریق بینی است.
در مورد مطالعه
VHH-IgA1.1 همچنین اثرات محافظتی قابل توجهی را نشان داد in vivo در مقابل SARS-CoV-2 هنگامی که به صورت داخل بینی در موش های تراریخته K18-ACE2 قبل یا بعد از چالش ویروسی تجویز می شود. درمان پیشگیرانه و پس از مواجهه با VHH-IgA1.1 حفاظت بالاتری را در پوشش مخاطی ریه ها و مجرای بینی نسبت به نانوبادی مونومر VHH1.1 نشان داد.
به طور کلی، نتایج نشان داد که تجویز داخل بینی نانوبادی ذوب شده با IgA VHH-IgA1.1 محافظت موثر مخاطی در برابر SARS-CoV-2 را به همراه دارد. in vivo. VHH-IgA1.1 فعالیت اتصال موثر و خنثی‌سازی انواع اصلی SARS-CoV-2، از جمله نوع Omicron و زیرشاخه‌های آن حامل جهش‌های پروتئین اسپایک با توانایی‌های فرار ایمنی را نشان داد.
علاوه بر این، زمانی که قدرت VHH-IgA1.1 در P. pastoris و سلول های پستانداران مقایسه شد، VHH-IgA1.1 تولید شد P. pastoris فعالیت اتصال اپی توپ و توانایی خنثی سازی قابل مقایسه را نشان داد درونکشتگاهی در برابر سویه معتبر و شبه WA1/2020 SARS-CoV-2.
نتیجه گیری
مرجع مجله:
- لی، کیو، هامفریس، اف.، ژیراردین، آر سی، والاس، آ.، اژهمل، ام.، آمچسلاوسکی، آ.، مک ماهون، سی تی، شیلر، ز. آ.، ما، زی، کروز، جی.، دوپویس، AP , Payne, AF, Maryam, A., Yilmaz, NK, McDonough, KA, Pierce, BG, Schiffer, CA, Kruse, AC, Klempner, MS, & Cavacini, LA (2022). Nanobody IgA مخاطی به عنوان درمان پیشگیری کننده و درمانی قابل استنشاق و مقرون به صرفه در برابر SARS-CoV-2 و انواع در حال ظهور. مرزها در ایمونولوژی doi: https://doi.org/10.3389/fimmu.2022.995412 https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fimmu.2022.995412/full
