Antilichaambindingsplaats behouden bij alle COVID-19-virusvarianten: de structurele openbaring zou implicaties kunnen hebben als therapeutisch doelwit bij alle SARS-CoV-2-varianten

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

Home > Media > Antilichaambindingsplaats geconserveerd in alle varianten van het COVID-19-virus: de structurele onthulling zou implicaties kunnen hebben als therapeutisch doelwit in alle SARS-CoV-2-varianten

Een onderzoeksteam van Penn State ontdekte dat het N-eiwit op SARS-CoV-2 behouden blijft bij alle SARS-gerelateerde pandemische coronavirussen (boven, van links: SARS-CoV-2, civet, SARS-CoV, MERS). Het eiwit verschilt van andere coronavirussen, zoals de verkoudheidsveroorzakers (onder, van links: OC43, HKU1, NL63 en 229E). KREDIET Kelly Lab/Penn State

Abstract:
Een klein eiwit van SARS-CoV-2, het coronavirus dat aanleiding geeft tot COVID-19, kan volgens een team van Penn State-onderzoekers grote implicaties hebben voor toekomstige behandelingen.

Antilichaam-bindingsplaats behouden in COVID-19-virusvarianten: de structurele onthulling kan implicaties hebben als een therapeutisch doelwit in alle SARS-CoV-2-varianten

Universiteitspark, PA | Geplaatst op 9 april 2021

Met behulp van een nieuwe toolkit van benaderingen hebben de wetenschappers de eerste volledige structuur van het Nucleocapside (N)-eiwit blootgelegd en ontdekten hoe antilichamen van COVID-19-patiënten interageren met dat eiwit. Ze stelden ook vast dat de structuur bij veel coronavirussen vergelijkbaar lijkt, inclusief recente COVID-19-varianten – waardoor het een ideaal doelwit is voor geavanceerde behandelingen en vaccins. Ze rapporteerden hun resultaten op nanoschaal.

“We ontdekten nieuwe kenmerken over de N-eiwitstructuur die grote implicaties zouden kunnen hebben bij het testen van antilichamen en de langetermijneffecten van alle SARS-gerelateerde pandemische virussen”, zegt Deb Kelly, hoogleraar biomedische technologie (BME), Huck Chair in Molecular Biophysics. en directeur van het Penn State Center for Structural Oncology, die het onderzoek leidde. “Aangezien het erop lijkt dat het N-eiwit behouden blijft in de varianten van SARS-CoV-2 en SARS-CoV-1, kunnen therapieën die zijn ontworpen om zich op het N-eiwit te richten mogelijk helpen de zwaardere of langdurige symptomen die sommige mensen ervaren te elimineren.”

De meeste diagnostische tests en beschikbare vaccins voor COVID-19 zijn ontworpen op basis van een groter SARS-CoV-2-eiwit – het Spike-eiwit – waar het virus zich hecht aan gezonde cellen om het invasieproces te beginnen.

De Pfizer/BioNTech- en Moderna-vaccins zijn ontworpen om ontvangers te helpen antilichamen te produceren die beschermen tegen het Spike-eiwit. Kelly zei echter dat het Spike-eiwit gemakkelijk kan muteren, wat resulteert in de varianten die zijn ontstaan in het Verenigd Koninkrijk, Zuid-Afrika, Brazilië en in de Verenigde Staten.

In tegenstelling tot het buitenste Spike-eiwit, is het N-eiwit ingekapseld in het virus, beschermd tegen omgevingsdruk die ervoor zorgt dat het Spike-eiwit verandert. In het bloed zweeft het N-eiwit echter vrij nadat het uit geïnfecteerde cellen is vrijgegeven. Het vrij rondlopende eiwit veroorzaakt een sterke immuunrespons, wat leidt tot de productie van beschermende antilichamen. De meeste antilichaamtestkits zoeken naar het N-eiwit om te bepalen of een persoon eerder met het virus is geïnfecteerd - in tegenstelling tot diagnostische tests die naar het Spike-eiwit zoeken om te bepalen of een persoon momenteel is geïnfecteerd.

“Iedereen kijkt naar het Spike-eiwit en er worden minder onderzoeken uitgevoerd naar het N-eiwit”, zegt Michael Casasanta, eerste auteur van het artikel en postdoctoraal onderzoeker in het Kelly-laboratorium. “Er was een kloof. We zagen een kans: we hadden de ideeën en de middelen om te zien hoe het N-eiwit eruit ziet.”

Aanvankelijk onderzochten de onderzoekers de N-eiwitsequenties van mensen, maar ook van verschillende dieren waarvan werd gedacht dat ze potentiële bronnen van de pandemie waren, zoals vleermuizen, civetkatten en schubdieren. Volgens Casasanta leken ze allemaal op elkaar, maar waren ze duidelijk verschillend.

“De sequenties kunnen de structuur van elk van deze N-eiwitten voorspellen, maar je kunt niet alle informatie uit een voorspelling halen – je moet de daadwerkelijke 3D-structuur zien,” zei Casasanta. “We hebben de technologie geconvergeerd om iets nieuws op een nieuwe manier te zien.”

De onderzoekers gebruikten een elektronenmicroscoop om zowel het N-eiwit als de plaats op het N-eiwit waar antilichamen binden in beeld te brengen, met behulp van serum van COVID-19-patiënten, en ontwikkelden een 3D-computermodel van de structuur. Ze ontdekten dat de antilichaambindingsplaats in elk monster hetzelfde bleef, waardoor het een potentieel doelwit werd voor de behandeling van mensen met een van de bekende COVID-19-varianten.

“Als er een geneesmiddel kan worden ontworpen dat zich richt op de bindingsplaats van het N-eiwit, zou het de ontsteking en andere blijvende immuunreacties op COVID-19 kunnen helpen verminderen, vooral bij langeafstandsvervoer door COVID”, zei Kelly, verwijzend naar mensen die symptomen van COVID-19 ervaren. voor zes weken of langer.

Het team kocht gezuiverde N-eiwitten, wat betekent dat de monsters alleen N-eiwitten bevatten, van RayBiotech Life en paste deze toe op microchips die in samenwerking met Protochips Inc. waren ontwikkeld. De microchips zijn gemaakt van siliciumnitride, in tegenstelling tot een meer traditionele poreuze koolstof, en ze bevatten dunne putjes met speciale coatings die de N-eiwitten naar hun oppervlak lokken. Eenmaal bereid, werden de monsters snel ingevroren en onderzocht door middel van cryo-elektronenmicroscopie.

Kelly crediteerde de unieke combinatie van microchips, dunnere ijsmonsters en de geavanceerde elektronenmicroscopen van Penn State, uitgerust met ultramoderne detectoren, aangepast door het bedrijf Direct Electron, voor het leveren van de visualisatie met de hoogste resolutie van moleculen met een laag gewicht van SARS -CoV-2 tot nu toe.

“De combinatie van de technologie resulteerde in een unieke vondst,” zei Kelly. “Vroeger was het alsof je naar iets bevroren in het midden van het meer probeerde te kijken. Nu bekijken we het door een ijsblokje. We kunnen kleinere entiteiten zien met veel meer details en een hogere nauwkeurigheid.”

###

Casasanta en Kelly zijn beide ook verbonden aan het Materials Research Institute (MRI) van Penn State. Co-auteurs zijn onder meer GM Jonaid, BME en Bioinformatics and Genomics Graduate Program in Penn State's Huck Institutes of the Life Sciences; Liam Kaylor en Maria J. Solares, BME en Molecular, Cellular, and Integrative Biosciences Graduate Program aan de Huck Institutes of the Life Sciences; William Y. Luqiu, MRI en afdeling Elektrotechniek en Computertechniek aan de Duke University; Mariah Schroen, MRI; William J. Dearnaley, BME en MRI; Jared Wilson, RayBiotech Leven; en Madeline J. Dukes, Protochips Inc.

Het National Cancer Institute van de National Institutes of Health en het Center for Structural Oncology van de Huck Institutes of the Life Sciences in Penn State financierden dit werk.

####

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Megan Lakatos
814-865-5544

@pieterpaans

Auteursrecht © Penn State

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer: