Nanocuerpo inhalable muestra una potente actividad anti-SARS-CoV-2 in vivo


Las vacunas contra el síndrome respiratorio agudo severo coronavirus 2 (SARS-CoV-2), el agente causante de la enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19), se están administrando en todo el mundo. Aún no ha surgido un fármaco terapéutico eficaz, seguro y dirigido para tratar esta infección.

Plasma convaleciente, antivirales reutilizados, anticuerpos monoclonales neutralizantes y nanocuerpos (Nbs) altamente seleccionados y formas multivalentes son algunas de las terapias innovadoras probadas contra este virus.

Sin embargo, estos intentos de llegar a un fármaco rentable y altamente eficiente se han enfrentado a muchos desafíos, como un límite de suministro deficiente, requisitos de dosis altas, altos costos de producción y administración ineficiente a través de la barrera plasma-pulmón / sangre-cerebro. etc.

Hasta la fecha, cerca de 112 millones de personas han sido infectadas por este virus altamente transmisible. Más de 2,44 millones de vidas se perdieron por la gravedad de esta enfermedad causada por este virus. La necesidad inmediata de un fármaco terapéutico no puede subestimarse durante esta pandemia.

Muchos científicos han investigado los nanocuerpos, los fragmentos de anticuerpos de un solo dominio originados en camélidos, que se unen selectivamente a un antígeno específico. Para anti-SARS-CoV-2, estos nanocuerpos se generan de manera que se dirigen principalmente al dominio de unión al receptor (RBD) del pico de SARS-CoV-2 (S) glicoproteína para la neutralización de virus.

Se ha descubierto que los Nb altamente seleccionados y las formas multivalentes tienen una alta potencia de neutralización, comparable o incluso mejor por masa que algunos de los mAb neutralizantes del SARS-CoV-2 más exitosos. Además, los Nbs son más baratos de producir.

Estudio: Nanocuerpo inhalable (PiN-21) previene y trata las infecciones por SARS-CoV-2 en hámsteres sirios en dosis ultrabajas.  Haber de imagen: Huen Structure Bio / Shutterstock

Nanocuerpo 21 inhalable ultrapotente homotrimérico de Pittsburgh (PiN-21)

En un artículo publicado en el bioRxiv* servidor de preimpresión, los investigadores presentaron sus resultados con un Nanobody 21 (PiN-21) inhalable homotrimérico de Pittsburgh ultrapotente y estable contra la infección por SARS-CoV-2 en hámsteres sirios. Demostraron la alta eficacia terapéutica de este Nb homotrimérico, aprovechando la administración intranasal y en aerosol.

En un estudio anterior, los investigadores demostraron que esta construcción homotrimérica ultrapotente (PiN-21) bloqueaba eficazmente la infectividad del SARS-CoV-2 por debajo de 0,1 ng / ml. in vitro.

Los Nb monoméricos muestran una farmacocinética deficiente debido a su pequeño tamaño (~ 15 kDa) y la falta de función de los efectores inmunitarios mediados por Fc. Con estas preocupaciones por una terapia basada en Nb, los investigadores investigaron si un alto in vitro La potencia de neutralización de SARS-CoV-2 Nbs se puede traducir en en vivo Beneficios terapéuticos.

Eficacia terapéutica contra la infección por SARS-CoV-2 en hámsteres sirios

Los investigadores utilizaron hámsters sirios para en vivo estudios. Los hámsteres sirios modelan la enfermedad COVID-19 de moderada a grave. El PiN-21 se administró por vía intranasal y por inhalación.

La administración simultánea de PiN-21 también eliminó cualquier pérdida de peso en los animales infectados. En estos animales se observó una protección constante y una reducción del ARN genómico viral (ARNg) por la transcriptasa inversa (RT) -qPCR.

El segundo día después de la inyección, el virus era indetectable en el tracto respiratorio superior (URT), incluidos los lavados nasales y los frotis de garganta de todos los animales tratados con PiN-21. Por el contrario, el grupo de control presentó niveles variables de virus infeccioso.

Los investigadores reconstruyeron el PiN-21 para aerosolización y encontraron que conservaba una alta potencia de neutralización. Críticamente, los investigadores observaron que el tratamiento de aerosolización disminuyó los virus infecciosos en el pulmón, lo que indica que la administración de Nb por aerosolización puede limitar la transmisión de persona a persona del SARS-CoV-2.

Prevemos que el tratamiento de aerosolización de PiN-21 podría proporcionar una solución conveniente y rentable para aliviar la aparición de la enfermedad y reducir la transmisión del virus, especialmente para los pacientes con COVID-19 leve que constituyen las principales poblaciones de infecciones “.

Los investigadores han descubierto que el PiN-21 puede proteger eficazmente la infección por SARS-CoV-2 en hámsteres al suprimir rápida y drásticamente la replicación viral tanto en la URT como en el tracto respiratorio inferior (LRT).

Es importante destacar que los investigadores subrayaron el requisito de una dosis ultrabaja de la construcción PiN-21 para neutralizar la infectividad del SARS-CoV-2. en vivo eficientemente.

Importancia del constructo PiN-21

Este estudio demostró que la alta in vitro La potencia de neutralización de PiN-21 se puede traducir en beneficios terapéuticos. en vivo independiente de las respuestas inmunes mediadas por Fc.

Los investigadores creen que esta construcción puede beneficiar a los grupos de alto riesgo, como las personas mayores, las personas inmunodeprimidas y los bebés, tanto en entornos hospitalarios como ambulatorios.

Los Nb ultrapotentes madurados por afinidad también se caracterizan por excelentes propiedades fisicoquímicas: alta solubilidad y estabilidad (facilita el escalado, almacenamiento y transporte del fármaco). Estos son críticos durante las respuestas a las pandemias.

Eficacia del tratamiento de PiN-21 en aerosol en el modelo de hámster de SARS-CoV-2.  A. Descripción general del diseño del experimento.  Se inocularon 3 x 104 ufp de SARS-CoV-2.  Se aerosolizó PiN-21 o un Nb de control a hámsteres en la jaula 6 hpi Se controlaron los cambios de peso de los animales, se tomaron diariamente lavados nasales y frotis de garganta.  Los animales se sacrificaron para la necropsia en 3 dpi B. El porcentaje de cambio de peso corporal de los animales tratados con aerosol de PiN-21 en comparación con el control (n = 6).  C. Reducción de títulos virales en pulmones de hámster (3 dpi).  Se observaron diferencias significativas entre los grupos tratados y de control.  **, P <0,01;  *, P <0,05.  La línea discontinua indica el límite de detección del ensayo.  D. Puntuaciones de patología pulmonar de los grupos tratados y de control.  La diferencia significativa se denotó con ****, P <0,0001.  E. Tinción con H&E de neumonía broncointersticial necrotizante asociada con abundante antígeno S del SARS-CoV-2 en el epitelio de los bronquiolos y en los neumocitos alveolares de tipo 1 y 2 en el grupo de control.  Todas las imágenes adquiridas a 20 x, barra de escala = 100 µm.  Las áreas marcadas con cuadros se muestran con mayor aumento en el panel más a la derecha (barra de escala = 25 µm).  F. Inmunotinciones de los compartimentos broncointersticiales (3 dpi).  Naranja, SARS-CoV-2 S;  magenta, CD68 / macrófagos;  células T rojas, CD3e +;  verde azulado, ACE2;  Gray, DAPI.  El bronquiolo está delimitado por hash blanco.  Ampliación total 200x, barra de escala = 100 µm.

Eficacia del tratamiento de PiN-21 en aerosol en el modelo de hámster de SARS-CoV-2. A. Descripción general del diseño del experimento. Se inocularon 3 x 104 ufp de SARS-CoV-2. Se aerosolizó PiN-21 o un Nb de control a hámsteres en la jaula 6 hpi Se controlaron los cambios de peso de los animales, se tomaron diariamente lavados nasales y frotis de garganta. Los animales se sacrificaron para la necropsia en 3 dpi B. El porcentaje de cambio de peso corporal de los animales tratados con aerosol de PiN-21 en comparación con el control (n = 6). C. Reducción de títulos virales en pulmones de hámster (3 dpi). Se observaron diferencias significativas entre los grupos tratados y de control. **, P <0,01; *, P <0,05. La línea discontinua indica el límite de detección del ensayo. D. Puntuaciones de patología pulmonar de los grupos tratados y de control. La diferencia significativa se denotó con ****, P <0,0001. E. Tinción con H&E de neumonía broncointersticial necrotizante asociada con abundante antígeno S del SARS-CoV-2 en el epitelio de los bronquiolos y en los neumocitos alveolares de tipo 1 y 2 en el grupo de control. Todas las imágenes adquiridas a 20 x, barra de escala = 100 µm. Las áreas marcadas con cuadros se muestran con mayor aumento en el panel más a la derecha (barra de escala = 25 µm). F. Inmunotinciones de los compartimentos broncointersticiales (3 dpi). Naranja, SARS-CoV-2 S; magenta, CD68 / macrófagos; células T rojas, CD3e +; verde azulado, ACE2; Gray, DAPI. El bronquiolo está delimitado por hash blanco. Ampliación total 200x, barra de escala = 100 µm.

Estas propiedades y los tamaños pequeños de Nbs son una posibilidad emocionante de administración pulmonar eficiente mediante aerosolización con características de inicio rápido de acción, alta concentración / biodisponibilidad local del fármaco y mejor cumplimiento del paciente (sin agujas) que puede beneficiar a una gran población de SRAS. Pacientes infectados con CoV-2, destacaron los investigadores en su estudio.

En este estudio, los investigadores evaluaron sistemáticamente la eficacia de PiN-21 para la profilaxis y el tratamiento de hámsters sirios infectados con SARS-CoV-2. Proporcionaron evidencia directa de que la administración ultrabaja de PiN-21 trata de manera eficiente la infección por virus. En particular, los aerosoles de PiN-21 se pueden inhalar para atacar la infección respiratoria.

Este estudio justifica una mayor investigación del constructo Nb para combatir eficazmente la infección por SARS-CoV-2 en humanos. Este es un estudio de prueba de concepto que arroja luz sobre el uso de construcciones Nb estables, multiepítopo y multivalente, en combinación con PiN-21, como un nuevo cóctel de aerosol para bloquear eficazmente el escape mutacional del virus, escriben los investigadores.

*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:

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