08.09.2020 - Karolinska Institutet

Forscher identifizieren Nanokörper, die eine COVID-19-Infektion verhindern könnten

Ein Alpaka-Nanokörper neutralisiert SARS-CoV-2 durch Blockierung der Rezeptor-Interaktion

Forscher des Karolinska Institutet in Schweden haben einen kleinen neutralisierenden Antikörper, einen so genannten Nanokörper, identifiziert, der die Fähigkeit besitzt, das Eindringen von SARS-CoV-2 in menschliche Zellen zu blockieren. Die Forscher glauben, dass dieser Nanokörper das Potenzial hat, als antivirale Behandlung gegen COVID-19 entwickelt zu werden.

"Wir hoffen, dass unsere Ergebnisse zur Verbesserung der COVID-19-Pandemie beitragen können, indem sie die weitere Untersuchung dieses Nanokörpers als therapeutischen Kandidaten gegen diese Virusinfektion fördern", sagt Gerald McInerney, korrespondierender Autor und außerordentlicher Professor für Virologie an der Abteilung für Mikrobiologie, Tumor- und Zellbiologie des Karolinska Institutet.

Die Suche nach wirksamen Nanokörpern - das sind Fragmente von Antikörpern, die natürlicherweise in Kameliden vorkommen und an den Menschen angepasst werden können - begann im Februar, als einem Alpaka das Spike-Protein des neuen Coronavirus injiziert wurde, mit dem es in unsere Zellen eindringt. Nach 60 Tagen zeigten die Blutproben des Alpakas eine starke Immunantwort gegen das Spike-Protein.

B-Zellen aus einem Alpaka

Als nächstes klonierten, angereicherten und analysierten die Forscher Nanokörpersequenzen aus den B-Zellen des Alpakas, einer Art weisser Blutkörperchen, um zu bestimmen, welche Nanokörper für die weitere Auswertung am besten geeignet waren. Sie identifizierten einen, Ty1 (benannt nach dem Alpaka Tyson), der das Virus effizient neutralisiert, indem er sich an den Teil des Spike-Proteins heftet, der an den Rezeptor ACE2 bindet, der von SARS-CoV-2 zur Infektion von Zellen verwendet wird. Dadurch wird das Einschleusen des Virus in die Zellen blockiert und somit eine Infektion verhindert.

"Mit Hilfe der Kryo-Elektronenmikroskopie konnten wir sehen, wie der Nanokörper an den viralen Spike an einem Epitop bindet, das sich mit der ACE2-Bindungsstelle des zellulären Rezeptors überschneidet, was ein strukturelles Verständnis der starken Neutralisierungsaktivität ermöglicht", sagt Leo Hanke, Postdoc in der McInerney-Gruppe und Erstautor der Studie.

Nanokörper bieten als Kandidaten für spezifische Therapien mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Antikörpern. Sie sind weniger als ein Zehntel so groß wie herkömmliche Antikörper und lassen sich in der Regel leichter und kostengünstiger im Maßstab herstellen. Entscheidend ist, dass sie mit den aktuellen Protokollen an den Menschen angepasst werden können und nachweislich virale Atemwegsinfektionen hemmen.

Präklinische Studien der nächste Schritt

"Unsere Ergebnisse zeigen, dass Ty1 sich stark an das SARS-CoV-2-Spike-Protein binden und das Virus neutralisieren kann, ohne dass es zu einer nachweisbaren Off-Target-Aktivität kommt", sagt Ben Murrell, Assistenzprofessor in der Abteilung für Mikrobiologie, Tumor- und Zellbiologie und Co-Senior-Autor der Publikation. "Wir beginnen jetzt mit präklinischen Tierstudien, um die neutralisierende Aktivität und das therapeutische Potenzial von Ty1 in vivo zu untersuchen".

Dieses Projekt ist das erste, das aus dem CoroNAb-Konsortium hervorgeht, das vom Karolinska Institutet koordiniert und durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union finanziert wird. Zusätzliche Mittel für dieses Projekt wurden vom Schwedischen Forschungsrat und dem KI-Entwicklungsbüro eingeworben.

Die Sequenz von Ty1 ist in dem wissenschaftlichen Artikel verfügbar und wird auch in der Sequenzdatenbank der NCBI GenBank unter dem Zugangscode MT784731 veröffentlicht.

Hinweis: Dieser Artikel wurde mit einem Computersystem ohne menschlichen Eingriff übersetzt. LUMITOS bietet diese automatischen Übersetzungen an, um eine größere Bandbreite an aktuellen Nachrichten zu präsentieren. Da dieser Artikel mit automatischer Übersetzung übersetzt wurde, ist es möglich, dass er Fehler im Vokabular, in der Syntax oder in der Grammatik enthält. Den ursprünglichen Artikel in Englisch finden Sie hier.

Fakten, Hintergründe, Dossiers
  • Nanobodies
  • SARS-CoV-2
  • Covid-19
Mehr über Karolinska Institutet