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

estancia: Las proteínas biosintéticas apuntan al pico SARS-CoV-2 como antivirales. Haber de imagen: Naeblys/Shutterstock

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.

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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.

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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.

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*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.

Referencia de la revista:

  • Proteínas vitales dirigidas al SARS-CoV-2 como antiviral; Stephanie Thibault, Natalie Legal, Alexis Dogliani, Amelie Dunchet, Agatha Urvois, Marie Valerio Lipnik, Muriel Lavie, Cécile Baronte, Frank Tourette, Bruno da Costa, Clara Bourgogne, Audrey Friese, Audrey Saint Albarden Diliot, Jessica Muriel Klonjekowski DeLambal, Kl , Jean Dubisson, Alain Roussel, Philippe Menard, Sophie Le Bauder, Nicolas Meunier, Bernard Delmas. bioRxiv. golpe: https://doi.org/10.1101/2022.05.10.491295 https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.05.10.491295v1

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