El ensayo de unión multiplex competitivo puede monitorear las respuestas inmunes al SARS-CoV-2 usando nanocuerpos


Medir la presencia y el desempeño de anticuerpos neutralizantes es crucial en la lucha contra la pandemia de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19). Esto nos permite vislumbrar cuán efectivas son las vacunas y las terapias con anticuerpos para conferir inmunidad protectora contra el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2).

Investigadores de Alemania y EE. UU. Describieron 11 nanocuerpos únicos (Nbs) específicos para el dominio de unión al receptor de espigas (RBD) del SARS-CoV-2, de los cuales 8 Nbs inhiben potencialmente la conexión de RBD con la enzima convertidora de angiotensina 2 (ACE2) .

El estudio, publicado en la revista Informes Embo, muestra la generación de nanocuerpos biparatópicos como sustitutos para monitorear las respuestas inmunes neutralizantes en personas infectadas con SARS-CoV-2. Un ensayo de unión multiplex competitivo, llamado NeutrobidyPlex, permite un cribado de alto rendimiento y análisis exhaustivos de personas infectadas o vacunadas.

Estudio: NeutrobodyPlex: monitorización de las respuestas inmunitarias neutralizantes del SARS ‐ CoV ‐ 2 mediante nanocuerpos.  Haber de imagen: Huen Structure Bio / Shutterstock

El agente infeccioso SARS-CoV-2

El SARS-CoV-2 contiene un dominio de unión al receptor (RBD) ubicado dentro de la subunidad S1. Interactúa con el receptor de la enzima convertidora de angiotensina (ACE2) expresado en las células epiteliales humanas del tracto respiratorio para promover la infección.

La proteína de pico y el receptor ACE2 actúa como una llave y un candado que se une para allanar el camino para la entrada del virus. Un análisis en profundidad mostró la presencia de anticuerpos neutralizantes específicos de picos (Nabs) en individuos convalecientes que se han recuperado de COVID-19. Estos nanocuerpos inhibieron la captación viral por varios mecanismos.

Hasta la fecha, muchos nanocuerpos se encuentran en desarrollo preclínico o clínico para probar si pueden ser agentes profilácticos o terapéuticos para COVID-19.

Los nanocuerpos son anticuerpos de dominio único derivados de anticuerpos de cadena pesada de alpaca únicamente. Tienen propiedades únicas, como tener un tamaño a nanoescala pero una estructura potente.

En comparación con los anticuerpos monoclonales o policlonales tradicionales, los nanocuerpos son más pequeños, más estables y consistentes, tienen una mayor afinidad y son más fáciles de usar.

Ensayos serológicos

Desde el comienzo de la pandemia, varios ensayos serológicos de SARS-CoV-2 han monitoreado la seroconversión en personas y han estimado cuánta población ha estado expuesta al virus.

La mayoría de las pruebas serológicas disponibles miden la respuesta inmune completa, distinguiendo entre anticuerpos neutralizantes y de unión total. La detección de anticuerpos neutralizantes se realiza normalmente mediante pruebas de neutralización de virus (VNT) tradicionales, que requieren mucho tiempo y necesitan trabajar con viriones infecciosos en una instalación especializada de bioseguridad de nivel 3 (BSL3).

El estudio

Para ayudar a superar estos problemas, los investigadores planearon usar nanocuerpos como sustitutos de anticuerpos y crearon un enfoque de unión competitiva para detectar anticuerpos neutralizantes en una base de alto rendimiento en muestras de pacientes o individuos vacunados.

El equipo seleccionó 11 nanocuerpos únicos derivados de una alpaca vacunada con SARS ‐ CoV ‐ 2 RBD glicosilado. De estos, el equipo identificó ocho nanocuerpos que bloquearon eficientemente esa interacción entre RBD, S1 y la proteína de pico homotrimérica (S), con ACE2 y neutralizaron la infección por SARS-CoV-2 en células humanas. Para llegar a este hallazgo, el equipo utilizó un multiplex in vitro ensayo de unión.

A partir de ahí, el equipo eligió dos de los nanocuerpos más robustos que se dirigen a diferentes epítopos dentro de RBD y produjeron un Nb biparatópico (bipNb). El bipNb representa un fuerte sustituto de anticuerpo con IC50 y afinidades de unión mejoradas.

El equipo utilizó el bipNb en un ensayo de unión multiplex competitivo, llamado NeutrobodyPlex, que proporcionó un enfoque flexible de alto rendimiento para detectar una respuesta inmune neutralizante en personas que han estado expuestas al virus o que han sido vacunadas.

De esta manera, los investigadores podrían monitorear el estado de inmunidad en la población general para determinar si los esfuerzos de la vacuna tuvieron éxito en frenar la pandemia.

Los hallazgos del estudio revelaron que se producen nanocuerpos específicos para SARS-CoV-2 Spike RBD, que inhibe su interacción y unión con ACE2. Otros hallazgos también mostraron que los nanocuerpos que se unen dentro y fuera de la interfaz RBD-ACE2 forman nanocuerpos biparatópicos para las pruebas serológicas de anticuerpos contra el SARS-CoV-2.

El método utilizado, NeutrobodyPlex, mostró una detección precisa de anticuerpos neutralizantes en las muestras. Además, permitió la clasificación detallada de la potencia de neutralización de los pacientes.

“Demostramos que NeutrobodyPlex permite la detección de alto rendimiento y el análisis detallado de la neutralización de las respuestas inmunitarias en personas infectadas o vacunadas, para controlar el estado inmunológico o para guiar el diseño de la vacuna”, concluyeron los investigadores en el estudio.

El uso del ensayo puede ayudar a determinar el número de personas que han estado expuestas al virus o que han sido vacunadas. Puede proporcionar una imagen más amplia del éxito de la vacuna, mostrando cuántas personas desarrollaron nanocuerpos contra el SARS-CoV-2.

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