Estructura crio-EM del anticuerpo neutralizante 5-7 en complejo con pico de SARS CoV-2


El síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), el agente causante de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), surgió a fines de diciembre de 2019, lo que dio lugar a la pandemia mundial en curso.

Con más de 182 millones de infecciones reportadas en todo el mundo, ha habido una amplia oportunidad para que el virus mute, y han surgido numerosas variantes preocupantes (VOC), incluyendo B.1.1.7 (Alpha), B.1.351 (Beta), B. Variantes 1.617 (Delta), P.1 (Gamma), B.1.526 (Iota) y B.1.427 / 9 (Epsilon).

La disponibilidad y distribución de vacunas están ahora generalizadas. Sin embargo, el ritmo y las limitaciones geográficas en el acceso a las vacunas aún generan un aumento de las infecciones y la necesidad de terapias eficaces.

Un enfoque de tratamiento prometedor que se ha explorado ampliamente es la identificación de SARS-CoV-2-anticuerpos neutralizantes que pueden ser útiles como agentes terapéuticos o profilácticos para COVID-19. Los anticuerpos que neutralizan el virus SARS-CoV-2 se dirigen principalmente al dominio de unión al receptor o al dominio N-terminal (NTD). Se han analizado estructuralmente más de una docena de anticuerpos neutralizantes dirigidos a NTD, y todos ellos se dirigen a un único superitio antigénico en NTD.

Una estructura crio-EM de un anticuerpo neutralizante dirigido por NTD que forma un complejo con la proteína pico SARS-CoV-2

Investigadores de los EE. UU. Informaron recientemente sobre la estructura crio-EM de 3,7 Å de resolución de un anticuerpo neutralizante 5-7 dirigido por NTD que forma un complejo con el SARS-CoV-2 proteína de pico. También presentaron los datos de neutralización contra VOC y estudiaron el epítopo reconocido. Este anticuerpo reconoce un sitio distinto de otros anticuerpos neutralizantes e inserta un bucle de unión en un bolsillo hidrófobo expuesto ubicado entre las 2 hojas del sándwich b de NTD. Este estudio se publica en el bioRxiv* servidor de preimpresión.

Curiosamente, este bolsillo expuesto se ha identificado previamente como el sitio de unión para moléculas hidrófobas como los metabolitos hemo. Sin embargo, este estudio observó que su presencia no dificulta significativamente el reconocimiento. Además, gracias a su unión distinta, el anticuerpo 5-7 también conserva una potencia de neutralización distinta contra las variantes preocupantes del SARS-CoV-2.

Los resultados muestran que el anticuerpo 5-7 se dirige a un epítopo conservado en NTD, lo que permite estrategias terapéuticas más efectivas.

En general, los hallazgos revelan un bolsillo hidrofóbico en los defectos del tubo neural propuesto para la evasión inmune, que puede ser utilizado por el sistema inmunológico humano para el reconocimiento. La estructura del anticuerpo 5-7 en complejo con la proteína de pico de SARS-CoV-2 muestra que es posible una neutralización potente usando anticuerpos que se dirigen a NTD fuera del superitio del sitio 1.

“A pesar de la clara singularidad estructural del anticuerpo 5-7, los experimentos anteriores mostraron una competencia de unión entre los anticuerpos 5-7 y los dirigidos a super-sitios”.

Los experimentos in vitro muestran que los anticuerpos dirigidos a super-sitios neutralizan inhibiendo los cambios conformacionales requeridos para la fusión viral y no bloqueando el reconocimiento del receptor ACE2. Según los autores, la conformación de NTD que observaron en la estructura del complejo del anticuerpo 5-7 es única y parece ser incompatible con la unión de otros anticuerpos dirigidos a NTD. Aunque el bolsillo hidrofóbico puede desempeñar un papel en la biología del SARS-CoV-2, incluida la interacción con una proteína-ligando diana, sigue siendo desconocido hasta la fecha.

El anticuerpo 5-7 se dirige a un bolsillo hidrofóbico en la reconstrucción de NTD (A) Cryo-EM para el complejo de picos con el anticuerpo 5-7 desde dos vistas ortogonales.  La NTD se muestra en naranja, la RBD en verde, los glucanos en rojo, la cadena pesada del anticuerpo en azul y la cadena ligera en gris.  (B) Detalles del reconocimiento del anticuerpo 5-7 de NTD que muestra la interfaz general (panel izquierdo), el reconocimiento por CDR H3 (panel central) y el reconocimiento por CDR H2 (panel derecho).  Los CDR H1, H2, H3 están coloreados en tonos de azul;  Los CDR L1, L2 y L3 están coloreados en tonos de gris.  Los átomos de nitrógeno están coloreados en azul, los átomos de oxígeno en rojo;  Los enlaces de hidrógeno (distancia <3,2 Å) se representan como líneas discontinuas.

El anticuerpo 5-7 se dirige a un bolsillo hidrofóbico en la reconstrucción de NTD (A) Cryo-EM para el complejo de picos con el anticuerpo 5-7 desde dos vistas ortogonales. La NTD se muestra en naranja, la RBD en verde, los glucanos en rojo, la cadena pesada del anticuerpo en azul y la cadena ligera en gris. (B) Detalles del reconocimiento del anticuerpo 5-7 de NTD que muestra la interfaz general (panel izquierdo), el reconocimiento por CDR H3 (panel central) y el reconocimiento por CDR H2 (panel derecho). Los CDR H1, H2, H3 están coloreados en tonos de azul; Los CDR L1, L2 y L3 están coloreados en tonos de gris. Los átomos de nitrógeno están coloreados en azul, los átomos de oxígeno en rojo; Los enlaces de hidrógeno (distancia <3,2 Å) se representan como líneas discontinuas.

Una de las propiedades más atractivas del anticuerpo 5-7 es la tolerancia parcial de su neutralización a mutaciones en VOC. El estudio muestra que esta tolerancia surge de su nueva orientación de unión, que da como resultado una falta de superposición de 5-7 con mutaciones de VOC.

En general, los resultados muestran que el anticuerpo 5-7 se dirige a un epítopo conservado en NTD, aumentando así el número de epítopos neutralizantes conocidos. Esto también permite estrategias terapéuticas, incluidas combinaciones de cócteles o multiespecíficos que pueden apuntar tanto a NTD como a RBD.

Aquí presentamos la estructura crio-EM de 3,7 Å de resolución de un potente anticuerpo neutralizante dirigido a NTD 5-7, que reconoce un sitio distinto de otros anticuerpos potentemente neutralizantes, insertando un bucle de unión en un bolsillo hidrofóbico expuesto entre las dos hojas del NTD b-sandwich.

*Noticia importante

bioRxiv publica informes científicos preliminares que no son revisados ​​por pares y, por lo tanto, no deben considerarse concluyentes, guiar la práctica clínica / comportamiento relacionado con la salud o tratarse como información establecida.

Referencia de la revista:

.



Source link