Супер-имунитет в камила, широко имунизирана с SARS-CoV-2 рецептор-свързващия домен

Скорошно проучване, публикувано в Доклади за клетки съобщава за развитието на пансарбековирусни нанотела (psNbs).

Проучвания: Супер-имунитет от пансарбековирусни нанотела. Кредит на изображението: Леонид Алтман / Shutterstock

Заден план

Сарбековирусите, включително тежък остър респираторен синдром, коронавирус 2 (SARS-CoV-2), представляват значителен риск за здравето. Фактори като генетично разнообразие, естествени резервоари и честа рекомбинация са в основата на повтарящия се риск от сарбековируси. Следователно разработването на широко ефективни интервенции срещу настоящата пандемия на SARS-CoV-2 и възникващи заплахи е абсолютно необходимо. Все повече доказателства предполагат еволюцията на В-клетките от реконвалесценти и лица, ваксинирани след естествена SARS-CoV-2 инфекция, така че секретираните антитела проявяват значителен потенциал срещу антигенен дрейф.

Повечето антитела при ваксинирани или реконвалесцентни субекти са насочени към рецептор-свързващия домен на SARS-CoV-2 (RBD). Само малка подгрупа от антитела от подтип имуноглобулин G (IgG) срещу семейството на сарбековируси е идентифицирана с различна широта и сила. Нанотелата (Nbs) са малки, естествени, мономерни антиген-свързващи домени. Те могат да се синтезират лесно и бързо в Ешерихия коли и дрожди.

В предишно проучване настоящите изследователи идентифицираха Nbs с висок афинитет, неутрализиращи SARS-CoV-2 с висока ефективност. Повечето такива Nbs се свързват с рецептор-свързващите места (RBS) и са по-малко ефективни срещу възникващи варианти на SARS-CoV-2.

Проучването и констатациите

В настоящото проучване изследователите разкриха, че след множество имуностимулатори с рекомбинантен SARS-CoV-2 RBD, серумните Nbs показват значително подобрение срещу опасните варианти на SARS-CoV-2 (VOCs) и широк спектър от сарбековируси.

Първо, лама беше имунизирана с рекомбинантен SARS-CoV-2 RBD, слят с кристализиращия фрагмент (Fc) регион на човешки IgG. Първоначалното кървене беше получено два месеца след праймирането и три бустера. Четири допълнителни бустера бяха приложени в продължение на два месеца преди събиране на бустерното кървене. Бустерното кървене имаше по-висок афинитет към SARS-CoV-2 RBD от първоначалното кървене. Nbs от бустерното кървене показа повишена неутрализираща сила срещу SARS-CoV-2 Beta и Delta VOCs и SARS-CoV. Интересното е, че бустерното кървене показа широко и мощно свързване срещу RBDs от сарбековируси.

Използвайки количествен Nb протеомичен подход, екипът идентифицира psNbs с висок афинитет, предоставящ широкоспектърна активност. Някои силно различаващи се Nbs бяха изразени от стотиците идентифицирани. Те отбелязаха, че 100 psNbs, които силно реагират с SARS-CoV-2 RBD, също демонстрират кръстосана реактивност към други кладове на сарбековирус. Около 42% от тях могат да се свържат с всичките четири клада на сарбековирус. psNbs, получени от бустерно кървене, показват по-голяма и по-широка активност на пансарбековирус от тези, събрани от първоначалното кървене.

psNbs бяха стратифицирани чрез свързване на епитопи. Комплексът psNb-RBD се конкурира с еталонните Nbs с висок афинитет като Nb21, Nb36 и Nb 105. psNbs бяха групирани в пет категории. psNbs от група А се конкурираха с Nb21 и бяха насочени към RBS. Групи B и C psNbs се конкурираха съответно с Nb105 и Nb36. Група D Nbs се състезаваха с нито един. psNbs от група E се свързват силно с RBD, но не успяват да неутрализират ефективно псевдотипизирания SARS-CoV-2.

Седемнадесет psNbs от четири групи (A до D) бяха оценени за свързване с RBDs от SARS-CoV-2 VOCs и 18 други RBDs на сарбековирус. Те забелязаха, че 16 psNbs могат да се свържат с всички RBDs от всичките четири клада на сарбековирус. По-специално, седем показаха забележително широки дейности и можеха да се обвържат с всички RBD. Шестнадесет от 17 psNbs силно инхибират SARS-CoV-2 и неговите ЛОС in vitro, изведени чрез псевдовирусен анализ и тест за неутрализиране на плака (PRNT).

Освен това, екипът сля два широки и мощни psNbs, за да създаде биоинженеринг на биспецифична конструкция, наречена PiN-31, включваща два различни епитопа. Този биспецифичен Nb подобри ефикасността с 0,4 nM върху PRNT спрямо мономерите. Структурите на 11 psNb-RBD комплекси бяха изяснени с помощта на крио-електронна микроскопия (cryo-EM). Освен това беше извършена рентгенова кристалография за определяне на структурите на два RBD-psNb комплекса.

Авторите откриха пет различни класа запазени епитопи в SARS-CoV-2 RBD. Тези psNbs (с изключение на един) не се припокриват с RBD мутации във варианти на SARS-CoV-2. psNbs за предпочитане заключват RBD в конфигурацията нагоре. Въпреки отделните епитопи и ориентации на psNbs, малкият размер на Nbs позволява едновременно свързване на три Nbs към тримера с висока симетрия.

Клас I psNbs са ултрамощни, неутрализират вируса чрез свързване с RBS и предотвратяват неговите взаимодействия с рецептора на гостоприемника. Клас II psNbs може ефективно да неутрализира вируса чрез пространствено блокиране на рецепторното свързване. psNbs от класове III, IV и V показват по-слаби неутрализиращи потенции.

Заключения

Изследователският екип показа, че успешната имунизация на камила може да доведе до свръх-имунитет. psNbs са насочени към по-малки, гъвкави, плоски епитопи на RBD, покриващи повече от 75% от запазените повърхностни остатъци. По-специално, силата на psNbs е силно и обратно свързана с разстоянието на епитопите от RBS.

Справка в списанието:

.

Leave a Comment