Proteínas sintéticas como aglutinantes neutralizantes específicos y versátiles dirigidos a la elevación del SARS-CoV-2

En un artículo reciente publicado en bioRxiv* Servidor de preimpresión, los investigadores muestran que las proteínas sintéticas llamadas αReps que tratan el pico viral 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2) (S) podrían ser nuevos antivirales para el SARS-CoV-2

antecedentes

El desastre de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), que ha provocado casi seis millones de muertes en todo el mundo en casi dos años, ha puesto de relieve la necesidad de comprender y combatir mejor la transmisión y aparición de virus respiratorios. Esta información ayudará a desarrollar técnicas más efectivas para combatir epidemias y epidemias en el futuro.

El SARS-CoV-2 S se une al receptor de la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) en los huéspedes, lo que permite que el virus ingrese a la célula. Por lo tanto, un enfoque potencial para desarrollar antivirales contra el COVID-19 es apuntar a esta interacción.

sobre estudiar

En el trabajo actual, los investigadores tienen como objetivo identificar los ligandos que previenen la interacción SARS-CoV-2-ACE2. Querían desarrollar antivirales COVID-19 estables y de bajo costo que pudieran modificarse fácilmente contra las variantes emergentes del SARS-CoV-2.

El equipo identificó candidatos que reconocen el dominio de unión al receptor (RBD) del SARS-CoV-2 S. Para este propósito, seleccionaron el ensamblaje de visualización de fagos para las secuencias de proteínas biosintéticas generadas en la huntingtina α-helicoidal del cuerpo estriado, el factor de elongación 3 (EF3), la proteína fosfatasa 2A (PP2A) y la rapamicina 1 objetivo de la quinasa de levadura (TOR1) (HEAT ) como un andamio llamado αReps.

Se realizaron ensayos de unión competitiva entre αReps para analizar el mecanismo de neutralización del SARS-CoV-2. Además, los investigadores demostraron cómo la bioingeniería αRep puede mejorar la acción neutralizante del SARS-CoV-2 utilizando una forma polivalente. Además, evaluaron la capacidad neutralizadora del SARS-CoV-2 de estos αReps en el laboratorio Y en vivo.

Consecuencias

Los resultados del estudio indicaron que entre las proteínas sintéticas analizadas, dos, a saber, C2 y F9, se unen al SARS-CoV-2 RBD con afinidades nanométricas, mostrando un efecto equivalente. en el laboratorio y diferentes loci, con la extensión F9 del elemento de unión ACE2. Los autores encontraron que C2 y F9 inhiben significativamente la entrada del SARS-CoV-2 en las células cultivadas. Estos dos compuestos neutralizaron el virus a través de diferentes vías, con la unión de C2 a un sitio distante del motivo de unión del receptor ACE2, mientras que F9 compite con ACE2 por la unión de RBD.

Para neutralizar el SARS-CoV-2, la forma trivalente αRep se denominó C2-foldon y la proteína de fusión F9-C2 tenía 0,1 nM y una concentración efectiva media máxima (EC50) de 8 a 18 nM. El homodímero C2 y el heterodímero F9-C2 mostraron una mayor capacidad neutralizadora del SARS-CoV-2 que los dos αReps parentales, con una concentración inhibitoria media máxima (IC50) que oscila entre 3 y 12 nM. Además, la entrada de virus a bajas concentraciones se evitó mediante la agregación de αReps a través de uniones covalentes o no covalentes, con un aumento de 20 veces en la actividad para αRep 3D.

Estos derivados de αReps neutralizan eficazmente las variantes de SARS-CoV-2 Omicron, γ y. En particular, con valores de EC50 que oscilan entre 13 y 32 nM, el F9-C2 o C2-foldon neutralizó con éxito los mutantes del SARS-CoV-2, como las variantes Omicron y Delta.

La introducción de F9-C2 en la cavidad nasal durante o antes de la infección por SARS-CoV-2 inhibió la replicación de la cepa viral con una mutación D614G dentro del epitelio nasal en hámsters. Los títulos virales en hisopos nasales y la cavidad nasal, que es el sitio principal de replicación del SARS-CoV-2, se redujeron con este tratamiento, al igual que todos los indicadores inflamatorios de infección. Sin embargo, el tratamiento no evitó por completo la infección por SARS-CoV-2 en la cavidad nasal.

En general, los científicos informaron que αReps representa un enfoque viable para que las terapias de COVID-19 se dirijan a la cavidad nasal y reduzcan la propagación viral en el entorno proximal debido a su alta estabilidad y eficacia contra las variantes del SARS-CoV-2.

Conclusiones

En resumen, los resultados del estudio mostraron que dos secuencias de proteínas biosintéticas, C2 y F9, tenían una fuerte afinidad con el SARS-CoV-2 RBD y bloquearon de manera efectiva la entrada del SARS-CoV-2 en las células cultivadas (en el laboratorio). Los valores EC50 equivalentes se redujeron al rango de 10 nm mediante la agregación de αReps a través de uniones covalentes y no covalentes. Además, en el modelo de hámster de SARS-CoV-2, la implantación del dímero αRep en la cavidad nasal redujo significativamente la patogénesis y la replicación viral. El homotrímero C2 y la proteína de fusión F9-C2 inhibieron eficazmente las mutaciones del SARS-CoV-2, incluso la variante Omicron antigénicamente extraña.

En conjunto, el estudio actual mostró que las proteínas sintéticas, αReps, podrían convertirse en terapias contra el SARS-CoV-2 dirigidas a nuevas variantes virales. Los inhibidores de proteínas estables, como αReps y sus derivados, podrían ser una opción prometedora para amenazar futuras epidemias asociadas con diversos virus respiratorios emergentes tras las iniciativas para su estabilización en la cavidad nasal y la mejora técnica en la selección de ligantes.

*Nota IMPORTANTE

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no están sujetos a revisión por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica/comportamiento relacionado con la salud ni tratarse como información establecida.