Onderzoekers hebben zeer krachtige en stabiele antilichamen ontwikkeld uit het bloed van alpaca’s die SARS-CoV-2, het virus dat COVID-19 veroorzaakt , en zijn gevaarlijke nieuwe varianten efficiënt kunnen blokkeren . De onderzoekers van het Max Planck Instituut (MPI) voor Biofysische Chemie in Duitsland merkten op dat deze mini-antilichamen of nanobodies het virus tot 1000 keer beter binden en neutraliseren dan eerder ontwikkelde dergelijke antilichamen.
In de studie gepubliceerd in The EMBO Journal optimaliseerden de onderzoekers de nanobodies voor stabiliteit en weerstand tegen extreme hitte. Deze unieke combinatie maakt hen veelbelovende middelen om COVID-19 te behandelen, zeiden ze.
Nieuw onderzoek | Nieuw onderzoek: effectievere ‘nanobodies’ om nieuw coronavirus te bestrijden
Aangezien nanobodies in grote hoeveelheden tegen lage kosten kunnen worden geproduceerd, zouden ze kunnen voldoen aan de wereldwijde vraag naar COVID-19-therapieën. De onderzoekers zeiden dat deze nieuwe nanobodies momenteel in voorbereiding zijn voor klinische proeven. Antilichamen helpen ons immuunsysteem om ziekteverwekkers af te weren. De moleculen hechten zich bijvoorbeeld aan virussen en neutraliseren deze zodat ze geen cellen meer kunnen infecteren.
Antilichamen kunnen ook industrieel worden geproduceerd en toegediend aan acuut zieke patiënten. Ze werken dan als medicijnen, verlichten de symptomen en verkorten het herstel van de ziekte. Het produceren van deze moleculen op industriële schaal is echter te complex en te duur om aan de wereldwijde vraag te voldoen. Volgens de onderzoekers zouden nanobodies dit probleem kunnen oplossen.
Het team, inclusief onderzoekers van het Universitair Medisch Centrum Göttingen (UMG) in Duitsland, ontwikkelde mini-antilichamen, waarvan ze zeiden dat ze alle eigenschappen verenigen die nodig zijn voor een krachtig medicijn tegen COVID-19.
“Voor de eerste keer combineren ze extreme stabiliteit en uitstekende werkzaamheid tegen het virus en zijn Alpha-, Beta-, Gamma- en Delta-mutanten”, zegt Dirk Gorlich, directeur van de MPI voor Biophysical Chemistry.
Lees ook | Van Cormac de lama, minuscule antistoffen tegen coronavirus
Op het eerste gezicht verschillen de nieuwe nanobodies nauwelijks van anti-SARS-CoV-2 nanobodies die door andere laboratoria zijn ontwikkeld. Ze zijn allemaal gericht tegen een cruciaal onderdeel van de coronaviruspieken, het receptorbindende domein dat het virus gebruikt om gastheercellen binnen te vallen. De nanobodies blokkeren dit bindingsdomein en voorkomen zo dat het virus cellen infecteert.
“Onze nanobodies zijn bestand tegen temperaturen tot 95 graden Celsius zonder hun functie te verliezen of aggregaten te vormen”, zegt Matthias Dobbelstein, professor en directeur van het Instituut voor Moleculaire Oncologie van de UMG. “Ten eerste vertelt dit ons dat ze lang genoeg in het lichaam actief kunnen blijven om effectief te zijn. Ten tweede zijn hittebestendige nanobodies gemakkelijker te produceren, te verwerken en op te slaan,” zei Dobbelstein.
De eenvoudigste mini-antilichamen die door het team zijn ontwikkeld, binden al tot 1000 keer sterker aan het spike-eiwit dan eerder gerapporteerde nanobodies. Ze binden ook heel goed aan de gemuteerde receptorbindende domeinen van de Alfa-, Beta-, Gamma- en Delta-stammen, aldus de onderzoekers.
alpaca-merries gebruikt in nanobody-onderzoek De drie alpaca-merries Britta, Xenia en Nora (van links) leverden de blauwdrukken voor de COVID-19 nanobodies.
(Carmen Rotte / Max Planck Instituut voor Biofysische Chemie)
“Onze nanobodies zijn afkomstig van alpaca’s en zijn kleiner en eenvoudiger dan conventionele antilichamen,” zei Gorlich.
Om de nanobodies tegen SARS-CoV-2 te ontwikkelen, hebben de onderzoekers drie alpaca’s geïmmuniseerd met delen van het coronavirus spike-eiwit. De merries maakten vervolgens antilichamen aan en de wetenschappers namen een klein bloedmonster van de dieren. Het team haalde ongeveer een miljard blauwdrukken voor nanobodies uit het bloed van de alpaca’s. De biochemici gebruikten bacteriofagen – virussen die bacteriën infecteren – om de allerbeste nanobodies te selecteren uit de aanvankelijk enorme pool van kandidaten. Deze werden vervolgens getest op hun werkzaamheid tegen SARS-CoV-2 en verder verbeterd in opeenvolgende optimalisatierondes.