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SARS-CoV-2 वेरिएंट ऊंट नैनोबॉडीज द्वारा निष्प्रभावी


नोवेल कोरोनावायरस, सीवियर एक्यूट रेस्पिरेटरी सिंड्रोम कोरोनावायरस 2 (SARS-CoV-2) अपने को बांधकर मेजबान कोशिकाओं में प्रवेश करता है स्पाइक प्रोटीन मेजबान के एंजियोटेंसिन-परिवर्तित एंजाइम 2 (ACE2) रिसेप्टर के लिए। SARS-CoV-2 स्पाइक प्रोटीन S1/S2 हेटेरोडिमर्स का एक ट्रिमर है जिसमें 2 ACE2 रिसेप्टर बाइंडिंग डोमेन (RBD) एक हिंज क्षेत्र के माध्यम से जुड़े होते हैं, जो कंफर्मेशनल लचीलेपन की अनुमति देता है। एंटीबॉडी को निष्क्रिय करना स्पाइक प्रोटीन और उसके RBD को लक्षित करने के लिए ACE2 के साथ स्पाइक की बातचीत को अवरुद्ध करने और COVID-19 का इलाज करने के लिए विकसित किया गया है।

अधिकांश टीके, जिनमें एमआरएनए-आधारित शामिल हैं, स्पाइक प्रोटीन या आरबीडी को लक्षित करते हैं। हालांकि, उभरते हुए SARS-CoV-2 वेरिएंट जैसे कि अल्फा वेरिएंट B.1.1.7 (UK), बीटा वेरिएंट B.1.351 (दक्षिण अफ्रीका), और गामा वेरिएंट P.1 (ब्राज़ील) ने बेअसर करने के लिए उच्च प्रतिरोध दिखाया है। वर्तमान में उपलब्ध COVID-19 टीकों से प्रेरित एंटीबॉडी।

मोनोक्लोनल एंटीबॉडी, जैसे कि कासिरिविमैब या बामलानिविमैब, वर्तमान में आपातकालीन उपयोग प्राधिकरण के साथ COVID-19 के उपचार के लिए आंशिक रूप से या पूरी तरह से B.1.351 और P.1 वेरिएंट को बेअसर करने में विफल रहे हैं। दीक्षांत प्लाज्मा और टीका लगाए गए व्यक्तियों के सीरा भी इन प्रकारों को प्रभावी ढंग से रोकने में विफल रहे। इस प्रकार, COVID-19 रोगियों के इलाज के लिए एक प्रभावी और व्यापक रूप से बेअसर एंटीबॉडी थेरेपी की समय की आवश्यकता है।

ऊंट नैनोबॉडी बी.1.351 और बी.1.1.7 वेरिएंट के खिलाफ शक्तिशाली न्यूट्रलाइजेशन क्षमताओं का प्रदर्शन करते हैं

अमेरिका के शोधकर्ताओं ने हाल ही में दो V . को अलग किया हैएचH नैनोबॉडी – 7A3 और 8A2 – ड्रोमेडरी ऊंटों से (कैमलस ड्रोमेडरीज) फेज डिस्प्ले का उपयोग करना। इन नैनोबॉडीज में स्पाइक आरबीडी के लिए उच्च आत्मीयता और SARS-CoV-2 और इसके वेरिएंट के खिलाफ व्यापक न्यूट्रलाइजेशन क्षमताएं पाई गईं। यह अध्ययन वर्तमान में पर उपलब्ध है मेडरेक्सिव* सहकर्मी समीक्षा की प्रतीक्षा करते हुए प्रीप्रिंट सर्वर।

कैमेलिड वीएचएच सिंगल डोमेन एंटीबॉडी प्रोटीन गुहाओं को पहचानने में सक्षम हैं जो पारंपरिक एंटीबॉडी अपने छोटे आकार और अजीबोगरीब अनुरूपता के कारण नहीं पहुंच सकते हैं।

वर्तमान अध्ययन ने छह ड्रोमेडरी ऊंटों से उपन्यास ऊंट वीएचएच सिंगल डोमेन एंटीबॉडी फेज लाइब्रेरी विकसित की। उन्होंने नैनोबॉडी की जांच के लिए फेज पैनिंग करते समय SARS-CoV-2 स्पाइक RBD और स्पाइक एक्टोडोमैन ट्रिमर प्रोटीन का इस्तेमाल चारा के रूप में किया।

एकल डोमेन एंटीबॉडी जैसे NCI-CoV-7A3 (7A3), NCI-CoV-1B5 (1B5), NCI-CoV-8A2 (8A2), और NCI-CoV-2F7 (2F7) मजबूत ACE2 अवरोधक हैं। ये नैनोबॉडी बी.1.351 और बी.1.1.7 वेरिएंट और मूल SARS-CoV-2 स्ट्रेन – वुहान-हू -1 के खिलाफ शक्तिशाली न्यूट्रलाइजेशन क्षमताओं का प्रदर्शन करते हैं।

स्पाइक ट्रिमर प्रोटीन-वीएचएच नैनोबॉडी कॉम्प्लेक्स की क्रॉस-प्रतियोगिता परख और क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (क्रायो-ईएम) संरचनाओं की मदद से, शोधकर्ताओं ने SARS-CoV-2 न्यूट्रलाइजेशन के लिए RBD पर 2 गैर-अतिव्यापी एपिटोप्स का खुलासा किया। नैनोबॉडी 8A2 सीधे ऊपर की संरचना में होने पर RBD पर ACE2 बाइंडिंग को रोकता है, जबकि 7A3 RBD पर एक अद्वितीय एपिटोप से बांधता है, भले ही इसकी संरचना स्थिति कुछ भी हो।

2 नैनोबॉडीज, विशेष रूप से 7A3 और 8A2 के मिश्रण के साथ कॉकटेल उपचार, अधिक क्रायो-ईएम जटिल संरचनाएं दिखाते हैं जो इस तथ्य की पुष्टि करते हैं कि 8A2 अपने अप मोड में RBD को बांधता है और 7A3 रिसेप्टर बाइंडिंग को अत्यधिक संरक्षित और दफन साइट से बांधता है। इसके ऊपर या नीचे की संरचना की स्थिति की परवाह किए बिना स्पाइक।

अध्ययन से पता चला है कि 7A3 प्रभावी रूप से K18-hACE2 ट्रांसजेनिक चूहों को B.1.351 या B.1.617.2 वेरिएंट से ≥5 मिलीग्राम / किग्रा की खुराक पर बचाता है, जो उभरते हुए SARS- के कारण होने वाले COVID-19 उछाल को कम करने में नैनो की चिकित्सीय क्षमता को उजागर करता है। सीओवी-2 वेरिएंट।

SARS-CoV-2 के खिलाफ उच्च आत्मीयता वाले ऊंट नैनोबॉडी का अलगाव।  (ए) ऊंट वीएचएच नैनोबॉडी का अलगाव जो आरबीडी फेज डिस्प्ले को बांधता है।  (बी) SARS-CoV-2 या SARS-CoV के S प्रोटीन के खिलाफ ऊंट VHH नैनोबॉडी।  (सी) कोशिकाओं पर SARS-CoV-2 और SARS-CoV दोनों के स्पाइक के लिए नैनोबॉडी की क्रॉस-रिएक्शन की निगरानी के लिए फ्लो साइटोमेट्री का प्रदर्शन किया गया था।  A431 मानव सेल लाइन में SARS-CoV-2-स्पाइक या SARS-CoV-स्पाइक के ओवरएक्प्रेशन के लिए प्रायोगिक वर्कफ़्लो की रूपरेखा।  दोनों सेल लाइनों को सकारात्मक नियंत्रण के रूप में VHH नैनोबॉडी या CR3022 के साथ दाग दिया गया था।  (डी) जंगली प्रकार के SARS-CoV-2 और म्यूटेंट के खिलाफ VHH-hFc एंटीबॉडी का एफ़िनिटी बाइंडिंग (KD)।  B.1.1.7 प्रकार के उत्परिवर्तन में HV69-70 विलोपन, Y144 विलोपन, N501Y, A570D, D614G, P681H शामिल हैं।  B.1.351 वैरिएंट म्यूटेशन में K417N, E484K, N501Y, D614G शामिल हैं।  पी.1.  वेरिएंट में E484K म्यूटेशन शामिल है।  B.1.617.2 वैरिएंट में T19R, Δ (157-158), L452R, T478K, D614G, P681R, D950N म्यूटेशन (E) प्रत्येक एकल डोमेन एंटीबॉडी की क्रॉस प्रतियोगिता परख और Octet पर ACE2 शामिल हैं।

SARS-CoV-2 के खिलाफ उच्च आत्मीयता वाले ऊंट नैनोबॉडी का अलगाव। (ए) ऊंट वीएचएच नैनोबॉडी का अलगाव जो आरबीडी फेज डिस्प्ले को बांधता है। (बी) SARS-CoV-2 या SARS-CoV के S प्रोटीन के खिलाफ ऊंट VHH नैनोबॉडी। (सी) कोशिकाओं पर SARS-CoV-2 और SARS-CoV दोनों के स्पाइक के लिए नैनोबॉडी की क्रॉस-रिएक्शन की निगरानी के लिए फ्लो साइटोमेट्री का प्रदर्शन किया गया था। A431 मानव सेल लाइन में SARS-CoV-2-स्पाइक या SARS-CoV-स्पाइक के ओवरएक्प्रेशन के लिए प्रायोगिक कार्यप्रवाह की रूपरेखा। दोनों सेल लाइनों को सकारात्मक नियंत्रण के रूप में VHH नैनोबॉडी या CR3022 के साथ दाग दिया गया था। (डी) वाइल्ड-टाइप SARS-CoV-2 और म्यूटेंट के खिलाफ VHH-hFc एंटीबॉडी का एफिनिटी बाइंडिंग (KD)। B.1.1.7 प्रकार के उत्परिवर्तन में HV69-70 विलोपन, Y144 विलोपन, N501Y, A570D, D614G, P681H शामिल हैं। B.1.351 वैरिएंट म्यूटेशन में K417N, E484K, N501Y, D614G शामिल हैं। पी.1. वेरिएंट में E484K म्यूटेशन शामिल है। B.1.617.2 वैरिएंट में T19R, Δ (157-158), L452R, T478K, D614G, P681R, D950N म्यूटेशन (E) प्रत्येक एकल डोमेन एंटीबॉडी की क्रॉस प्रतियोगिता परख और Octet पर ACE2 शामिल हैं।

7A3 एपिटोप अनुक्रम और संरचना की विशेषता अधिक प्रभावी वैक्सीन डिजाइन के लिए सहायक अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकती है

निष्कर्ष निकालने के लिए, इस अध्ययन ने दो उपन्यास नैनोबॉडी, 7A3 और 8A2 को विकसित और चित्रित किया। जहां 7A3 ने व्यापक रूप से SARS-CoV-2 और इसके वेरिएंट को बेअसर कर दिया, वहीं 8A2 ने कुछ हद तक वायरस और इसके वेरिएंट को बेअसर कर दिया। 7A3 को अत्यधिक संरक्षित RBD एपिटोप से बांधा गया था और इस प्रकार अब तक सामने आए सभी प्रमुख SARS-CoV-2 वेरिएंट को बेअसर कर सकता है, जिसमें डेल्टा वेरिएंट, B.1.617.2 भी शामिल है।

नैनोबॉडी SARS-CoV-2 और स्यूडोवायरस परख (A) डायग्राम में स्यूडोवायरस परख और VHH-hFc को दर्शाने वाले वेरिएंट को बेअसर करते हैं।  (बी) ऊंट VHH-hFc प्रोटीन, लूसिफ़ेरेज़ अभिव्यक्ति को मापकर मानव कोशिकाओं को व्यक्त करने वाले ACE2 को SARS-CoV-2 स्यूडोवायरस संक्रामकता को रोकता है।  (सी) स्यूडोवायरस पार्टिकल न्यूट्रलाइजेशन परख परीक्षण 2-इन-1 संयोजन और एकल नैनोबॉडी दिखा रहा है कि 7A3 + 8A2 संयोजन में सबसे अच्छा न्यूट्रलाइजेशन गतिविधि है।

नैनोबॉडी SARS-CoV-2 और स्यूडोवायरस परख (A) डायग्राम में स्यूडोवायरस परख और VHH-hFc को दर्शाने वाले वेरिएंट को बेअसर करते हैं। (बी) ऊंट VHH-hFc प्रोटीन, लूसिफ़ेरेज़ अभिव्यक्ति को मापकर मानव कोशिकाओं को व्यक्त करने वाले ACE2 को SARS-CoV-2 स्यूडोवायरस संक्रामकता को रोकता है। (सी) स्यूडोवायरस पार्टिकल न्यूट्रलाइजेशन परख परीक्षण 2-इन-1 संयोजन और एकल नैनोबॉडी दिखा रहा है कि 7A3 + 8A2 संयोजन में सबसे अच्छा न्यूट्रलाइजेशन गतिविधि है।

अध्ययन के निष्कर्षों के आधार पर, लेखकों का मानना ​​​​है कि उनके द्वारा विकसित नैनोबॉडी में निष्क्रिय इम्यूनोथेरेपी के लिए अच्छी चिकित्सीय क्षमता है और वर्तमान महामारी और संभावित भविष्य की महामारियों से लड़ने के लिए बहु-डोमेन दवाओं के विकास के लिए मूल्यवान कच्चे माल हो सकते हैं।

लेखकों के अनुसार, 7A3 एपिटोप अनुक्रम और संरचना को चिह्नित करने के लिए आगे के शोध नई अंतर्दृष्टि प्रदान कर सकते हैं जो टीकों के डिजाइन के लिए सहायक हो सकते हैं जो मोटे तौर पर SARS-CoV-2 वेरिएंट और इसी तरह के कोरोनवीरस को लक्षित कर सकते हैं जो भविष्य में उभर सकते हैं।

“हमारा डेटा दर्शाता है कि बेअसर करने वाले नैनोबॉडी COVID-19 सिंड्रोम को कम कर सकते हैं और चूहों में ध्यान देने योग्य दुष्प्रभाव पैदा किए बिना मृत्यु को रोक सकते हैं।”

*महत्वपूर्ण सूचना

मेडरेक्सिव प्रारंभिक वैज्ञानिक रिपोर्ट प्रकाशित करता है जिनकी सहकर्मी-समीक्षा नहीं की जाती है और इसलिए, उन्हें निर्णायक नहीं माना जाना चाहिए, नैदानिक ​​​​अभ्यास / स्वास्थ्य संबंधी व्यवहार का मार्गदर्शन करना चाहिए, या स्थापित जानकारी के रूप में माना जाना चाहिए।

जर्नल संदर्भ:

  • ऊंट नैनोबॉडी व्यापक रूप से SARS-CoV-2 वेरिएंट जेसिका होंग, ह्युंग जून क्वोन, राउल कचौ, कैथरीन जेड चेन, केविन जॉन बुटे, झिजियान डुआन, डैन ली, हुआ रेन, तियानयुझोउ लिआंग, जियानघई झू, वेंकट पी। डांडे, नेगिन को बेअसर करते हैं। मार्टिन, डोमिनिक एस्पोसिटो, उरीएल ओर्टेगा-रोड्रिग्ज, मियाओ जू, मारियो जे। बोर्गनिया, हैंग ज़ी, मिशेल हो बायोरेक्सिव 2021.10.27.465996; दोई: https://doi.org/10.1101/2021.10.27.465996, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2021.10.27.465996v1

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