Dosis ultra-rendah dari nanobodies terhirup mencegah dan mengobati COVID-19 parah pada hamster

Hewan yang menerima nanobodi terhirup memiliki lebih sedikit partikel virus korona di bronkiolusnya (panel kanan, oranye) dan lebih sedikit meradang (ungu). Kredit: Nambulli dkk., Kemajuan Sains

Dalam artikel yang diterbitkan hari ini (26 Mei 2021) di Kemajuan ilmiah, para peneliti di Fakultas Kedokteran Universitas Pittsburgh telah menunjukkan bahwa nanobodies yang dapat dihirup menargetkan protein SARS-CoV-2 Virus Corona dapat mencegah dan mengobati secara parah COVID-19 pada hamster. Ini adalah pertama kalinya nanobodi – yang mirip dengan antibodi monoklonal tetapi ukurannya lebih kecil, lebih stabil, dan lebih murah untuk diproduksi – diuji untuk pengobatan inhalasi terhadap infeksi virus corona dalam model praklinis.

Para peneliti telah menunjukkan bahwa dosis rendah nanobody aerosol bernama Pittsburgh dengan menghirup Nanobody-21 (PiN-21) melindungi hamster dari penurunan berat badan yang dramatis, biasanya terkait dengan infeksi SARS-CoV-2 yang parah, dan mengurangi jumlah partikel infeksi virus yang menular. pada hewan rongga hidung, tenggorokan dan paru-paru sejuta kali, dibandingkan dengan pengobatan plasebo dengan nanobody yang tidak menetralkan virus.

“Dengan menggunakan terapi inhalasi yang dapat diterapkan langsung ke tempat infeksi – saluran udara dan paru-paru – kami dapat membuat pengobatan lebih efektif,” kata rekan penulis Yi Shi, MD, asisten profesor biologi sel di Pitt. “Kami sangat gembira dan terdorong oleh data kami, yang menunjukkan bahwa PiN-21 dapat sangat terlindungi dari penyakit serius dan berpotensi mencegah penularan virus dari orang ke orang.”

Yi Shi

Dr. Yi Shi, Asisten Profesor Biologi Sel, Sekolah Kedokteran, Universitas Pittsburgh. Kredit: Yi Shi

Sebelumnya, Shi dan rekan-rekannya menemukan repertoar besar lebih dari 8.000 nanobodies SARS-CoV-2 afinitas tinggi. Dari repertoar ini, para peneliti memilih nanobody ultrapoten (Nb21) dan direkayasa secara biologis dalam bentuk tiga dimensi untuk lebih meningkatkan aktivitas antivirusnya. PiN-21 yang dihasilkan adalah nanobody antivirus paling kuat yang telah diidentifikasi, menurut tinjauan peneliti dari studi yang dipublikasikan.

Percobaan telah menunjukkan bahwa PiN-21 dilindungi ketika diberikan secara intranasal selama infeksi. Hamster dalam kelompok perlakuan PiN-21 tidak mengalami penurunan berat badan, tidak seperti hewan yang diobati dengan plasebo, yang kehilangan hingga 16% dari berat badan awal mereka setelah seminggu terinfeksi. Untuk rata-rata orang dewasa, tingkat penurunan berat badan sama dengan penurunan berat badan sekitar 20 pon seminggu.

Bahkan lebih mengesankan adalah bahwa menghirup nanobodies aerosol dengan dosis sangat rendah mengurangi jumlah partikel virus menular di jaringan paru-paru selama 6 hari (atau satu juta kali). Hewan yang menerima nanobodies PiN-21 aerosol memiliki perubahan yang lebih ringan dalam struktur paru-paru dan tingkat peradangan yang lebih rendah daripada mereka yang menerima plasebo.

Doug Reed

Doug Reed, Ph.D., Associate Professor of Immunology, Fakultas Kedokteran Universitas Pittsburgh. Kredit: Doug Reed

Untuk mengirimkan agen terapeutik melalui aerosolisasi, para ilmuwan harus mengatasi beberapa tantangan teknis – aerosol dengan partikel kecil harus mencapai jauh ke dalam paru-paru, dan partikel penyembuhan harus cukup kecil agar tidak saling menempel dan cukup kuat untuk menahan tekanan ekstrem yang diperlukan untuk menghentikannya masuk. udara. Nanobodi PiN-21, yang kira-kira empat kali lebih kecil dari antibodi monoklonal dengan stabilitas sangat tinggi, sangat cocok untuk tugas tersebut. Mereka juga jauh lebih murah untuk diproduksi dan dapat dibuat dengan cepat untuk beradaptasi dengan cepat terhadap virus yang berubah bentuk.

“COVID-19 sekarang adalah penyakit paling terkenal di abad ke-21,” kata rekan penulis Dr. Doug Reed, seorang profesor imunologi di Pete. “Memberikan pengobatan langsung ke paru-paru bisa menjadi sangat penting untuk kemampuan kita mengobatinya.”

Para peneliti menunjukkan bahwa nanobodi dan vaksin saling melengkapi dan tidak bersaing satu sama lain. Vaksin tetap menjadi cara terbaik untuk menghentikan penyebaran virus dari orang ke orang, tetapi badan nano akan berguna dalam merawat orang yang sudah sakit dan mereka yang tidak dapat divaksinasi karena alasan medis lain.

Data praklinis awal yang menjanjikan, dikombinasikan dengan pengetahuan luas para peneliti untuk dengan cepat mengidentifikasi nanobodi dengan obat berkualitas, menunjukkan bahwa pendekatan ini dapat memberikan pilihan terapeutik yang nyaman dan hemat biaya untuk mengendalikan pandemi virus corona.

“Karya ini adalah hasil dari para ahli dalam produksi nanobodi, penyakit menular, dan aerobiologi, yang bekerja sama secara erat. Di Pusat Penelitian Vaksin Universitas Pittsburgh, kami tidak hanya berbicara tentang ide, kami benar-benar mewujudkannya, ”kata Dr. Paul Duprex, direktur pusat, Dr. Paul Duprex.

Referensi: 24 Mei 2021, Kemajuan ilmiah.
DOI: 10.1126 / sciadv.abh0319

Penulis naskah lainnya termasuk Dr. Sham Nambouli, Dr. Natasha Tilston-Lunel, Dr. Linda J. Rennick, Dr. William Klimstra, semuanya dari Pusat Penelitian Vaksin Pete; Yufei Xiang, MS, dari Departemen Biologi Sel Pitt; Zhe Sang, MS, dari Program University of Pittsburgh-Carnegie Mellon dalam Biologi Komputer; dan Nicholas Crossland, Ph.D., dari Universitas Boston.

Pekerjaan ini didukung oleh National Institutes of Health (hibah # 1R35GM137905-01), hibah percontohan dari University of Pittsburgh University of Clinical and Translational Science, University of Pittsburgh, Community Vaccine Research Center dan Department of Economics and the Departemen Ekonomi, Pembangunan, Richard King Mellon Foundation dan Henry L. Hillman Foundation.

Shi dan Xian adalah penemu paten yang menunggu keputusan terkait karya ini, yang diajukan oleh University of Pittsburgh (№ 63067567, diajukan 28 Agustus 2020).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.