Trung tâm công nghệ sinh học Thành Phố Hồ Chí Minh

http://www.hcmbiotech.com.vn


Kháng thể kháng SARS-CoV-2 dạng nanobody, có thể hiệu quả trên các chủng đột biến.

Nanobody hay còn gọi là kháng thể đơn miền, nhỏ và đơn giản hơn so với các kháng thể thông thường nhưng có tiềm năng rất lớn...
Nanobody hay còn gọi là kháng thể đơn miền, nhỏ và đơn giản hơn so với các kháng thể thông thường nhưng có tiềm năng rất lớn. Hiện tiềm năng này đang được khám phá bởi nhiều nhóm nghiên cứu nên bất kỳ nhóm nào cũng gặp khó khăn trong việc tạo ra sản phẩm nổi bật. Gần đây, các nhà nghiên cứu từ viện Göttingen, Khoa Hóa sinh học viện Max Planck (MPI) và Đại học Medical Center, khẳng định rằng họ đã phát triển các nanobody thực sự đặc biệt.

Các nanobody này có thể ngăn chặn vi rút SARS-CoV-2, nhưng đó không phải là điểm tạo nên sự đặc biệt. Nanobody do các nhà nghiên cứu khác phát triển cũng có thể làm được điều đó. Nanobody từ Göttingen trở nên khác biệt là vì chúng có thể liên kết và vô hiệu hóa vi rút tốt hơn tới 1.000 lần so với các nanobody trước đây. Theo cách nói của các nhà nghiên cứu, nanobody Göttingen cũng có thể “dung nạp các đột biến thoát miễn dịch K417N/T, E484K, N501Y và L452R được tìm thấy trong các dòng Alpha, Beta, Gamma, Epsilon, Iota và Delta/Kappa.”

Và đó chưa phải là tất cả. Các nhà nghiên cứu từ Göttingen báo cáo rằng họ đã tối ưu hóa nanobody của mình để chúng có thể ổn định và chống lại nhiệt độ khắc nghiệt. Những tính chất này cùng với việc dễ dàng sản xuất làm cho nanobody Göttingen trở thành một phương pháp chống lại COVID-19 cực kì hấp dẫn. Các phương pháp điều trị COVID-19 đang cần với số lượng lớn, ngoài ra, chúng thường phải chịu được các điều kiện vận chuyển và bảo quản kém lý tưởng.
 
Cuối cùng, các nhà nghiên cứu Göttingen phát hiện kháng thể của họ thực thi quá trình gấp tự nhiên vùng liên kết thụ thể (receptor-binding domain, RBD) của protein SARS-CoV-2 Spike trong tế bào Eshcerichia coli, nơi mà việc gấp RBD thường không thành công. Các nhà nghiên cứu gợi ý: “Nanobody có khả năng phát triển gấp như vậy cho phép đơn giản hóa quá trình sản xuất vắc xin và có thể thích ứng với các đột biến trốn thoát của vi rút.”

Tất cả những ưu điểm này đã được báo cáo trên Tạp chí EMBO trong bài “Trung hòa SARS-CoV-2 bằng các nanobody có khả năng nhận diện chủng đột biến, siêu ổn định và mạnh mẽ”. Bài báo mô tả cách thức 45 nanobody (hoặc kháng thể VHH) ngăn chặn SARS-CoV-2 được phân lập từ các thư viện miễn dịch alpaca và cách sử dụng các nanobody đơn này để tạo ra các nanobody bộ đôi và bộ ba.

Các tác giả của bài báo nêu chi tiết: “Kháng thể VHH trung hòa SARS-CoV-2 ở nồng độ hiệu quả nhất là 17–50 pM (0,2–0,7 µg/L), liên kết Spike ở trạng thái mở và đóng, đồng thời cho thấy tương tác RBD chặt chẽ thông qua X-ray và các cấu trúc cryo-EM. Các bộ ba VHH tốt nhất trung hòa ngay cả ở nồng độ 40 ng/L.”
 
2

Hình: cho thấy cách hai trong số các nanobody mới phát triển (xanh lam và đỏ) liên kết với vùng liên kết thụ thể (xanh lá) của protein spike từ coronavirus (xám), do đó ngăn ngừa lây nhiễm SARS-CoV-2 và các biến thể của nó. Các nanobody có nguồn gốc từ alpacas, nhỏ và đơn giản hơn các kháng thể thông thường.

Một trong những đồng tác giả của bài báo, Tiến sĩ Dirk Görlich, giám đốc khoa Hóa sinh học tại MPI, cho biết các nanobody dạng kết hợp có khả năng ổn định cao, chống lại vi rút và các đột biến Alpha, Beta, Gamma và Delta hiệu quả”. Đồng tác giả khác của bài báo, Giáo sư Matthias Dobbelstein,  giám đốc của Viện Ung thư phân tử UMG, nói thêm rằng các nanobody có thể “chịu được nhiệt độ lên đến 95°C mà không bị mất chức năng hoặc hình thành các khối kết tụ.”

Những đặc tính này chỉ ra nanobody có thể hoạt động trong cơ thể đủ lâu để có hiệu quả. Ngoài ra, nanobody chịu nhiệt nên dễ sản xuất, xử lý và bảo quản hơn.

Dobbelstein lưu ý: “Các nanobody đơn của chúng tôi có tiềm năng thích hợp cho việc hít vào và do đó có thể trung hòa vi rút trực tiếp trong đường hô hấp. Ngoài ra, bởi vì chúng rất nhỏ nên dễ dàng xâm nhập vào các mô và ngăn vi-rút lây lan thêm tại vị trí lây nhiễm.”
 
Tiến sĩ Thomas Güttler, một nghiên cứu viên nhóm Görlich và là tác giả chính của bài báo, nhận xét: “Với nanobody bộ ba, chúng hợp lực theo đúng nghĩa đen: Trong một mô hình lý tưởng, mỗi ba nanobody gắn vào một trong ba miền liên kết. Điều này tạo ra một liên kết hầu như không thể đảo ngược. Bộ ba sẽ không giải phóng protein spike và vô hiệu hóa vi rút tốt hơn tới 30.000 lần so với các nanobody đơn.” Một ưu điểm khác nữa là kích thước lớn hơn của nanobody bộ ba sẽ làm chậm quá trình bài tiết của thận. Điều này giữ chúng trong cơ thể lâu hơn và hứa hẹn hiệu quả điều trị lâu dài hơn.

Theo Tiến sĩ Metin Aksu, thành viên trong nhóm của Görlich và là đồng tác giả của nghiên cứu, thiết kế kết hợp hai nanobody nhắm mục tiêu vào các phần khác nhau của miền liên kết thụ thể và cùng nhau  liên kết protein spike. Ông nói thêm: “Những cặp bộ đôi như vậy có khả năng chống đột biến virus và hiện tượng ‘trốn thoát hệ miễn dịch’ bởi vì chúng liên kết rất mạnh với protein spike của virus.”

Đối với tất cả các biến thể của nanobody — đơn, bộ đôi và bộ ba — các nhà nghiên cứu nhận thấy chỉ một lượng rất nhỏ đã đủ ngăn chặn mầm bệnh. Nếu được sử dụng như một loại thuốc, điều này sẽ cho phép giảm liều lượng và do đó tạo ra ít tác dụng phụ hơn cũng như chi phí sản xuất thấp hơn.

Nhóm Göttingen hiện đang chuẩn bị các nanobody sử dụng trong điều trị. Dobbelstein nhấn mạnh: “Chúng tôi muốn thử nghiệm các nanobody càng sớm càng tốt và sử dụng an toàn như một loại thuốc để chúng có thể mang lại lợi ích cho những người nhiễm COVID-19 nặng,  những người chưa được tiêm chủng hoặc không thể xây dựng khả năng miễn dịch hiệu quả. ”

Nguồn: https://www.genengnews.com/news/sars-cov-2-blocking-nanobodies-can-handle-mutations-take-the-heat/

Tác giả bài viết: Phùng Thị Việt Anh - P. CNSH Y dược

Bạn đã không sử dụng Site, Bấm vào đây để duy trì trạng thái đăng nhập. Thời gian chờ: 60 giây