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SARS-CoV-2 S ग्लाइकोप्रोटीन प्रदर्शित करने वाले नैनोकणों का उपयोग करके मोनोक्लोनल एंटीबॉडी को निष्क्रिय करने वाले शक्तिशाली का अलगाव


गंभीर तीव्र श्वसन सिंड्रोम कोरोनावायरस 2 (SARS-CoV-2) की वजह से कोरोनावायरस रोग 2019 (COVID-19) महामारी के उद्भव ने वैश्विक स्वास्थ्य और अर्थशास्त्र पर प्रतिकूल प्रभाव डाला। मोनोक्लोनल एंटीबॉडी (mAb) का अलगाव, जिसने चिंता के SARS-CoV-2 वेरिएंट के खिलाफ चिकित्सीय लाभ या रोगनिरोधी सुरक्षा प्रदान करने में मदद की, ने महामारी को रोकने में एक प्रमुख भूमिका निभाई। ये चिकित्सीय mAbs SARS-CoV-2 स्पाइक (S) प्रोटीन के रिसेप्टर-बाइंडिंग डोमेन (RBD) को लक्षित करते हैं। आरबीडी की भूमिका महत्वपूर्ण है क्योंकि यह फेफड़ों में मानव एंजियोटेंसिन-परिवर्तित एंजाइम 2 (एसीई 2) रिसेप्टर को बांधता है और इस प्रकार वायरल प्रवेश और संक्रमण को बढ़ावा देता है।

अध्ययन: विवो संरक्षण में कम खुराक और मोनोक्लोनल एंटीबॉडी संयोजनों द्वारा SARS-CoV-2 वेरिएंट में न्यूट्रलाइजेशन. छवि क्रेडिट: कतेरीना कोन / शटरस्टॉक

एक द्वितीय श्रेणी एंटीबॉडी को निष्क्रिय करना स्पाइक प्रोटीन के एन-टर्मिनल डोमेन (एनटीडी) को लक्षित करता है, जो एस-ट्रिमर की परिधि में स्थित एक डोमेन है। सभी एनटीडी-निर्देशित एंटीबॉडी इस उपडोमेन के भीतर स्थित एक एकल एंटीजेनिक सुपरसाइट को लक्षित करने के लिए जाने जाते हैं। हालांकि, इन प्रगति के बावजूद, चिंता के कई वायरल वेरिएंट (वीओसी) एमएबी थेरेपी द्वारा बेअसर होने से बच सकते हैं। यह व्यापक चिकित्सीय उपायों की आवश्यकता पर प्रकाश डालता है।

में प्रकाशित एक नया अध्ययन प्रकृति इम्यूनोलॉजी आरबीडी-निर्देशित और एनटीडी-निर्देशित mAbs को बेअसर करने वाले कई शक्तिशाली न्यूट्रलाइज़ेशन की पहचान करने के उद्देश्य से, जो SARS-CoV-2-विशिष्ट B कोशिकाओं को पकड़ने के लिए S ग्लाइकोप्रोटीन को प्रदर्शित करने वाले नैनोकणों का उपयोग करते हैं। एनटीडी और आरबीडी एमएबी के संयोजन ने वायरल सुरक्षा को बढ़ाया विवो में, वायरल से बचने से रोका कृत्रिम परिवेशीय, और वीओसी पर व्यापक कवरेज की पेशकश की।

अध्ययन के बारे में

अध्ययन में स्वस्थ प्रतिभागियों और हल्के होने वाले प्रतिभागियों को शामिल किया गया COVID-19 के लक्षण. एक सकारात्मक SARS-CoV-2 PCR परीक्षण के सात सप्ताह बाद संक्रमित रोगियों से प्लाज्मा और परिधीय रक्त मोनोसाइट्स एकत्र किए गए। इसके बाद, दो अलग-अलग परख किए गए। मल्टीप्लेक्स एंटीबॉडी बाइंडिंग परख और SARS-CoV-2 स्यूडोवायरस न्यूट्रलाइजेशन परख।

SARS-CoV-2 पॉजिटिव B कोशिकाओं को प्लेटों में क्रमबद्ध किया गया, इसके बाद एंटीबॉडी अनुक्रमण और उत्पादन, पुनः संयोजक प्रोटीन उत्पादन और फैब उत्पादन किया गया। SARS-CoV-2 प्लाक रिडक्शन न्यूट्रलाइजेशन टेस्ट ने एंटीबॉडी और वायरस के बीच बातचीत का पता लगाने के लिए वेरो E6 कोशिकाओं का इस्तेमाल किया। इसके अलावा, एंटीबॉडी एफसी प्रभावकारक कार्यों को पुनः संयोजक प्रोटीन और स्पाइक प्रोटीन का उपयोग करके मापा गया था।

एपिटोप्स के लक्षण वर्णन के लिए बायोलेयर इंटरफेरोमेट्री बाइंडिंग एसेज़ का उपयोग किया गया था। एलेनिन स्कैनिंग का उपयोग करके एपिटोप मैपिंग भी की गई थी। एमएबी की संरचना के बारे में एक विचार प्राप्त करने के लिए एक्स-रे क्रिस्टलोग्राफी और संरचनात्मक विश्लेषण किया गया था। आखिरकार, विवो में ट्रांसजेनिक चूहों का उपयोग करके सुरक्षा अध्ययन किए गए।

अध्ययन के निष्कर्ष

की स्क्रीनिंग दीक्षांत प्लाज्मा हल्के से मध्यम लक्षणों वाले 56 SARS-CoV-2-संक्रमित मानव दाताओं से एकत्र किए गए नमूनों ने संकेत दिया कि एक दाता (दाता 3) के पास एनटीडी और आरबीडी के लिए शक्तिशाली न्यूट्रलाइजेशन और उच्च एंटीबॉडी बाध्यकारी है क्योंकि प्रीफ्यूजन स्थिर एस ट्रिमर है।

पहली छँटाई रणनीति में SARS-CoV-2 जांच का संयोजन शामिल था जिसमें RBD, S ट्रिमर और S1 और S1 सबयूनिट शामिल थे। दूसरी छँटाई रणनीति ने एस ट्रिमर को एक बहुसंयोजक स्पाइक फेरिटिन नैनोपार्टिकल (एसपीएफएन) के साथ बदल दिया, जिसने एसएआरएस-सीओवी -2 की नकल की और आठ एस ट्रिमर प्रदर्शित किए। दो छँटाई रणनीतियों के परिणामों ने संकेत दिया कि एन-निर्देशित mAbs के अधिकांश भाग SpFN प्रकार से अलग-थलग थे। इसके विपरीत, दोनों रणनीतियों से आरबीडी को बेअसर करने वाले एमएबी प्राप्त किए गए थे।

कुल मिलाकर, 213 एंटीबॉडी भारी-श्रृंखला और प्रकाश-श्रृंखला जोड़े दोनों छँटाई रणनीतियों और अनुक्रम से बरामद किए गए थे। एंटीबॉडी का उत्पादन किया गया था विवो में Expi293F कोशिकाओं में मानव IgG1 का उपयोग करके और तटस्थता और बंधन के लिए जांच की गई। अधिकांश mAbs S2 के लिए बाध्य पाए गए, इसके बाद RBD और NTD हैं।

इसके अलावा, pSV और प्रामाणिक SARS-CoV-2 वायरस न्यूट्रलाइजेशन एसेज़ का उपयोग करके इन mAbs की न्यूट्रलाइज़ेशन क्षमता की तुलना से संकेत मिलता है कि NTD mAbs ने pSV परख में 75 प्रतिशत और SARS-CoV-2 वायरस न्यूट्रलाइज़ेशन परख में 100 प्रतिशत न्यूट्रलाइज़ेशन दिखाया। इसके विपरीत, RBD mAbs ने दोनों assays में 100 प्रतिशत न्यूट्रलाइजेशन दिखाया।

उसके बाद, Fc प्रभावकारक कार्यों को बढ़ावा देने के लिए NTD और RBD mAbs की क्षमता की जांच की गई। एनटीडी एमएबी आरबीडी एमएबी से बेहतर थे, उनकी सतह पर एस प्रोटीन व्यक्त करने वाली कोशिकाओं के ऑप्सोनाइजेशन की मध्यस्थता में। इसके अलावा, एनटीडी ने एमएबी को निष्क्रिय करने वाले एमएबी को निष्क्रिय करने वाले आरबीडी की तुलना में एक उच्च एंटीबॉडी-निर्भर पूरक बयान (एडीसीडी) गतिविधि प्रदर्शित की।

Biolayer इंटरफेरोमेट्री (BLI) प्रतियोगिता बाइंडिंग परख का उपयोग NTD- लक्ष्यीकरण mAbs के एपिटोप को चिह्नित करने के लिए किया गया था। सभी न्यूट्रलाइज़िंग एंटीबॉडी को एक समूह (NTD A) में क्लस्टर किया गया था। इसके विपरीत, सभी गैर-निष्प्रभावी एंटीबॉडी को दो समूहों (एनटीडी बी और सी) में क्लस्टर किया गया था जो एस ट्रिमर को बांधने की उनकी क्षमता में भिन्न थे। बन्दूक उत्परिवर्तजन द्वारा यह पाया गया कि N3 और/या N5 छोरों में उत्परिवर्तन ने NTD mAbs की तटस्थता क्षमता और बाध्यकारी आत्मीयता को प्रभावित किया।

इसी तरह, RBD mAbs के एपिसोड की भी विशेषता थी। RBD न्यूट्रलाइज़िंग mAbs को RBD A, B और C समूहों में विभाजित किया गया था। यह पाया गया कि RBD A के लिए, CDR H2 और H3 लूप ने न्यूट्रलाइजेशन क्षमता में एक प्रमुख भूमिका निभाई, जबकि RBD B के लिए, यह CDR H1-3 और CDR L1 और L2 था, और RBD C के लिए, यह CDR H2-3 था और सीडीआर एल1-3.

इसके अलावा, NTD और RBD द्वारा प्रदत्त रोगनिरोधी सुरक्षा mAbs को निष्क्रिय करने का निर्धारण माउस मॉडल का उपयोग करके किया गया था। परिणामों से पता चला कि एनटीडी एमएबी की पांच माइक्रोग्राम खुराक फेफड़ों में वायरल प्रतिकृति को दबाने के लिए पर्याप्त थी, जबकि आरबीडी एमएबी के लिए प्रति बॉडीवेट खुराक 1 मिलीग्राम की आवश्यकता थी। इसके अलावा, Fc effector इसके लिए कार्य करता है विवो में RBD mAbs की तुलना में NTD के लिए सुरक्षा अधिक स्पष्ट थी।

हालाँकि, NTD और RBD mAbs के संयोजन से वायरल से बचने के कई फायदे मिल सकते हैं। दोनों mAbs के कई संयोजनों का उपयोग उनकी न्यूट्रलाइजेशन गतिविधि को निर्धारित करने के लिए किया गया था। यह पाया गया कि संयुक्त mAbs का न्यूट्रलाइजेशन mAbs की एकल खुराक के बराबर था। साथ ही, यह भी पाया गया कि मिश्रित होने पर एनटीडी और आरबीडी एमएबी ने अपनी पूरी गतिविधि को बरकरार रखा। इसके अलावा, माउस मॉडल का उपयोग यह निर्धारित करने के लिए किया गया था: विवो में संयुक्त mAbs का निष्प्रभावीकरण। यह पाया गया कि सभी एमएबी-उपचारित समूहों ने नियंत्रण समूहों की तुलना में कम वायरल अनुमापांक प्रदर्शित किया। हालांकि, एमएबी संयोजन के साथ इलाज किए गए सभी समूहों ने दो चूहों को छोड़कर फेफड़ों में ज्ञानी वायरस नहीं दिखाया। संयुक्त mAbs के लिए न्यूनतम सुरक्षात्मक खुराक 50 माइक्रोग्राम होने का संकेत दिया गया था, जबकि आंशिक सुरक्षा 12.5 माइक्रोग्राम के साथ देखी गई थी। इसके अतिरिक्त, संयुक्त एमएबी वायरल से बचने में भी सफल रहे।

VOCs के उद्भव ने mAbs को निष्क्रिय करने द्वारा उपयोग की जाने वाली रणनीतियों के लिए खतरा पैदा कर दिया। अल्फा, बीटा, गामा, डेल्टा के साथ-साथ ब्याज के दो रूपों में कुछ उत्परिवर्तन थे जो एनटीडी और आरबीडी एमएबी की तटस्थता गतिविधि में बाधा डालते थे। गामा संस्करण के खिलाफ अपनी गतिविधि को बनाए रखते हुए अधिकांश एनटीडी ने एमएबी को निष्क्रिय करने वाले अल्फा, बीटा और डेल्टा वेरिएंट के खिलाफ अपनी गतिविधि खो दी। अधिकांश आरबीडी न्यूट्रलाइज़िंग एमएबी ने बीटा और गामा वेरिएंट के खिलाफ अपनी गतिविधि खो दी और अल्फा और डेल्टा वेरिएंट के खिलाफ अपनी गतिविधि को बरकरार रखा।

हालांकि, एक एमएबी, वाल्टर रीड आर्मी इंस्टीट्यूट ऑफ रिसर्च (डब्ल्यूआरएआईआर) -2125 ने सभी वीओसी के खिलाफ अकेले या एनटीडी या आरबीडी एमएबी के साथ संयुक्त गतिविधि को बरकरार रखा। WRAIR-2125 को RBD पर ACE2 सगाई के लिए आवश्यक न्यूनतम एपिटोप को लक्षित करने के लिए पाया गया था और यह अवशेष F486 के आसपास केंद्रित था। चूंकि वीओसी में उत्परिवर्तित अवशेषों के साथ इसकी न्यूनतम बातचीत थी, इसलिए यह वीओसी को प्रभावी ढंग से बांध सकता था।

निष्कर्ष

इसलिए, यह निष्कर्ष निकाला जा सकता है कि हालांकि एनटीडी और आरबीडी एमएबी संयोजन ने विवो में कम सुरक्षा प्रदान की, वे वायरल से बचने में काफी प्रभावी थे और विभिन्न परिसंचारी वीओसी के खिलाफ अधिक कवरेज प्रदान करते थे। इस प्रकार, mAb संयोजन SARS-CoV-2 के वर्तमान और भविष्य के रूपों का मुकाबला कर सकता है, विशेष रूप से प्रतिरक्षात्मक व्यक्तियों या जो पारंपरिक टीकाकरण का जवाब नहीं देते हैं।

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