Ein team von Wissenschaftlern am Scripps Research hat vor einem gemeinsamen molekularen Funktion findet sich in vielen menschlichen Antikörper neutralisieren SARS-CoV-2, das Corona-Virus, dass Ursachen COVID-19.
Die Wissenschaftler, deren Studie erscheint Juli 13 in Wissenschaft, überprüft die Daten auf fast 300 anti-SARS-CoV-2-Antikörper, die Ihre Labors und andere gefunden haben, in Rekonvaleszenten COVID-19-Patienten über die letzten Monate. Sie stellten fest, dass ein Teil dieser Antikörper ist besonders leistungsstark bei der Neutralisierung der Viren—und diese starken Antikörper sind alle codiert, zum Teil durch die gleichen Antikörper-gen, IGHV3-53.
Die Wissenschaftler verwendeten ein leistungsfähiges Werkzeug, bekannt als X-ray crystallography zu Bild zwei dieser Antikörper befestigt, um Ihre Ziel-Website auf die SARS-CoV-2. Die daraus resultierende Atomare-Struktur details dieser Wechselwirkung sollte nützlich sein, um Impfstoff-Designer, als auch an Wissenschaftler in der Hoffnung auf die Entwicklung von antiviralen Medikamente, die auf der gleichen Seite auf die SARS-CoV-2.
Forschung schlägt vor, dass Antikörper codiert IGHV3-53 sind im Allgemeinen, zumindest in kleinen zahlen, bei gesunden Menschen im Blut. Die Ergebnisse bieten daher die Hoffnung, dass mit einem Impfstoff zu stärken Niveau dieser allgegenwärtige Antikörper schützen ausreichend gegen das virus.
„Diese Art von Antikörper isoliert wurde Häufig in Studien der COVID-19-Patienten, und wir können nun verstehen, die die strukturelle basis für seine Interaktion mit SARS-CoV-2,“ sagt die Studie leitende Autor Ian Wilson, DPhil, Hansen Professor der Strukturellen Biologie und Stuhl der Abteilung der Integrativen Strukturellen und computerbiologie an Scripps-Forschung.
„Diese Studie liefert wichtige Anregungen für eine wirksame COVID-19-Impfstoff-design“, sagt co-Autor Dennis Burton, Ph. D., professor und co-chair der Abteilung für Immunologie und Mikrobiologie an Scripps-Forschung.
Die Forschung war eine Zusammenarbeit vor allem mit der Wilson und Burton Labors und dem Scripps Research-based Neutralisierenden Antikörper-Mitte IAVI, eine führende non-profit-Impfstoff-Forschung Organisation.
SARS-CoV-2 bisher infiziert, mehr als 12 Millionen Menschen rund um die Welt und tötete mehr als 500.000, neben der Entstehung von weit verbreiteten sozioökonomischen Störungen und Schäden. Die Entwicklung eines wirksamen Impfstoffes zum Stopp der Pandemie ist derzeit die weltweit höchste öffentliche Gesundheit Priorität.
Obwohl mehrere potenzielle Impfstoffe werden bereits in klinischen Studien, Wissenschaftler haben noch nicht einmal ein volles Verständnis der molekularen Merkmale, die definieren würde eine schützende Antikörper-Antwort. In der neuen Studie nahmen die Wissenschaftler einen großen Schritt in Richtung dieses Ziels.
Das team begann durch die Analyse von 294 verschiedenen SARS-CoV-2-neutralisierende Antikörper isoliert von COVID-19 Patienten Blut über die letzten Monate. Antikörper sind Y-förmige Proteine made in immun-Zellen, die sogenannten B-Zellen. Jede B-Zelle produziert einen Antikörper-Typ, oder Klon, das kodiert wird durch eine einzigartige Kombination von Antikörper-Genen in der Zelle. Die Wissenschaftler fanden heraus, dass ein Antikörper-gen genannt IGHV3-53 die häufigsten Gene, die für die 294-Antikörper-Codierung über 10 Prozent von Ihnen.
Die Wissenschaftler haben auch festgestellt, dass die IGHV3-53-kodierte Antikörper in Ihrer Studie enthalten eine ungewöhnlich kurze Variante der CDR H3-Schleife, in der Regel eine wichtige Zielgruppe-binding-element. Diese Antikörper sind dennoch sehr potent gegen SARS-CoV-2 im Vergleich zu anderen Antikörpern, die nicht codiert IGHV3-53.
Eine leistungsstarke Antwort auf Anhieb
Die IGHV3-53-Antikörper hatte noch eine weitere Eigenschaft, die darauf hindeutet, dass die Steigerung Ihrer zahlen wäre eine gute und erreichbare Ziel für eine SARS-CoV-2-Impfung: Sie zu haben Schienen, mutierte nur minimal von der ursprünglichen Versionen, dass wäre in Umlauf, zunächst in kleineren Stückzahlen, im Blut von gesunden Menschen.
Normalerweise, wenn Sie aktiviert wird, durch eine Begegnung mit einem virus, zu denen Sie passen, B-Zellen beginnen zu vermehren und auch mutierende Teile von Antikörper-Genen, die in die Generierung neuer B-Zellen, deren Antikörper passen die virale Ziel-noch besser. Je mehr Mutationen erforderlich für diese „affinity Reifung“ – Prozess zu generieren, die virus-neutralisierende Antikörper, die härter sein kann zu induzieren, die den gleichen Prozess mit einem Impfstoff.
Zum Glück, die IGHV3-53-Antikörper in der Studie gefunden zu haben schien unterzogen, die wenig oder keine Affinität Reifung und doch waren schon sehr potent bei der Neutralisierung des virus—die Hinweise, dass ein Impfstoff möglicherweise in der Lage zu induzieren, um eine schützende Antwort von diesen potenten Neutralisationsmittel relativ leicht.
„Coronaviren sind herum für Hunderte bis Tausende von Jahren, und man kann sich vorstellen, dass unser immun-system hat sich in einer Weise, die wir führen Antikörper wie diese, kann eine starke Reaktion rechts von der Fledermaus, so zu sprechen,“ Wilson sagt.
Anzeigen für Impfstoff-Hersteller, Messgerät für klinische Studien
Wilson-team high-resolution X-ray crystallography zu Bild zwei verschiedene IGHV3-53-Antikörper gebunden, um Ihr Ziel auf SARS-CoV-2. Dieses Ziel, bekannt als die rezeptor-Bindungsstelle, ist eine entscheidende Struktur des viralen „spike“ protein, das normalerweise eine Verbindung zu einem rezeptor auf humanen Zellen und beginnen den Prozess der Zell-Infektion. Viele der Antikörper neutralisieren SARS-CoV-2 angezeigt, dies zu tun durch die Blockierung dieses virus-rezeptor-Verbindung.
„Wir konnten zeigen einzigartige strukturelle Merkmale dieser IGHV3-53-kodierte Antikörper—features erleichtern Ihre hohe Bindungsaffinität und Ihre Spezifität für die SARS-CoV-2-rezeptor-Bindungsstelle“, sagt co-Erstautor Meng Yuan, Ph. D., ein Postdoc-research associate in der Wilson-Labor.