Los científicos están siguiendo una nueva estrategia en la lucha prolongada contra el virus SARS-CoV-2 mediante la ingeniería de nanocuerpos que pueden neutralizar las variantes del virus de dos formas diferentes.

En estudios de laboratorio, Los investigadores identificaron dos grupos de moléculas que eran eficaces contra las variantes del virus. Usando diferentes mecanismos, Los nanocuerpos de cada grupo evitaron mutaciones y desactivaron la capacidad del virus para unirse al receptor que le permite ingresar a las células huésped.

Aunque la vacunación está permitiendo la reanudación de algunas actividades prepandémicas en algunas partes del mundo, El SARS-CoV-2 se está abriendo camino rápidamente alrededor de las vacunas mediante la mutación. En este estudio, los nanocuerpos neutralizaron tres variantes emergentes:Alfa, Beta y Gamma.

"Las empresas ya han comenzado a introducir las variantes preocupantes en la estructura de las inyecciones de refuerzo de las vacunas existentes, "dijo Kai Xu, profesor asistente de biociencias veterinarias en la Universidad Estatal de Ohio y coautor principal de la investigación. "Pero el virus está en constante mutación, y la velocidad de la mutación puede ser más rápida de lo que podemos capturar. Por lo tanto, necesitamos utilizar múltiples mecanismos para controlar la propagación del virus ".

Una vista previa acelerada del artículo del estudio se publica en línea en Naturaleza .

Los nanocuerpos son anticuerpos derivados de la inmunización de mamíferos camélidos, como los camellos, llamas y alpacas, que pueden rediseñarse en pequeñas moléculas que imitan las estructuras y funciones de los anticuerpos humanos.

Por este trabajo, los investigadores inmunizaron llamas para producir anticuerpos monocatenarios contra el SARS-CoV-2. También inmunizaron "nanomice, "ratones transgénicos con un gen de camélidos que habían sido diseñados por el investigador Jianliang Xu en el laboratorio de Rafael Casellas, investigador principal del Instituto Nacional de Artritis y Enfermedades Musculoesqueléticas y de la Piel (NIAMS), para generar nanocuerpos similares a los que producen los camélidos.

El equipo mejoró el poder de los nanocuerpos inmunizando a los animales primero con el dominio de unión al receptor (RBD), una parte de la proteína del pico de la superficie viral, y siguiendo con inyecciones de refuerzo que contienen toda la proteína de la espiga.

"Al utilizar esta estrategia de inmunización secuencial, generamos nanocuerpos que pueden capturar el virión reconociendo el dominio de unión al receptor con una afinidad muy alta, "Dijo Xu.

Los científicos probaron la capacidad de neutralización de diferentes nanocuerpos, mapeo de la superficie del RBD, realizar análisis funcionales y de estructura, y medir la fuerza de su afinidad para reducir las moléculas candidatas de una biblioteca grande a seis.

El coronavirus es altamente infeccioso porque se une muy estrechamente al receptor ACE2 para obtener acceso a las células de los pulmones y la cavidad nasal en humanos. donde hace copias de sí mismo para infectar otras células. El dominio de unión al receptor en la proteína espiga es fundamental para su éxito en la unión a ACE2.

"Esa interfaz RBD-ACE2 está en la parte superior del dominio de unión al receptor; esa región es el objetivo principal de los anticuerpos humanos protectores, generado por vacunación o infección previa, para bloquear la entrada viral, ", Dijo Xu." Pero también es una región frecuentemente mutada en las variantes ".

La forma en que han surgido los mutantes hasta ahora sugiere que la dependencia a largo plazo de las vacunas actuales eventualmente se verá comprometida. los investigadores dicen, porque la eficacia de los anticuerpos se ve afectada significativamente por esos mutantes en la interfaz.

"Descubrimos que ciertos nanocuerpos pueden reconocer una región conservada del dominio de unión al receptor, una ubicación oculta que es demasiado estrecha para que alcancen los anticuerpos humanos, "Dijo Xu. Y adjuntando en este lugar, aunque está a cierta distancia de donde RBD se conecta a ACE2, aún logra lo que se pretende:bloquear el ingreso del SARS-CoV-2 a una célula huésped.

El otro grupo de nanocuerpos, atraído por la interfaz RBD-ACE2, mientras que en su forma original no pudo neutralizar ciertas variantes. Sin embargo, cuando los investigadores diseñaron este grupo para que fueran homotrímeros (tres copias unidas en tándem), los nanocuerpos lograron una potente neutralización del virus. La alteración de la estructura de los nanocuerpos que se unieron a la región conservada de RBD de la misma manera también mejoró su efectividad.

Hay mucha más investigación por delante, pero los hallazgos sugieren que los nanocuerpos podrían ser herramientas prometedoras para prevenir la mortalidad por COVID-19 cuando las vacunas están comprometidas, Dijo Xu.

"Nuestro plan futuro es aislar aún más los anticuerpos específicamente contra variantes emergentes para el desarrollo terapéutico, y encontrar una mejor solución para las vacunas aprendiendo de esos anticuerpos, " él dijo.