Растительное производство нанотел, нейтрализующих взаимодействие между рецептором ACE2 и шиповидным белком SARS-CoV-2

В недавнем исследовании, опубликованном на сервере препринтов bioRxiv *, исследователи продемонстрировали производство нанотел против шиповидного белка коронавируса тяжелого острого респираторного синдрома 2 (SARS-CoV-2).

Фон

SARS-CoV-2 является возбудителем пандемии коронавирусной болезни 2019 (COVID-19) и принадлежит к семейству Coronaviridae. Этот вирус привел к широко распространенной смертности и заболеваемости во всем мире. В то время как вакцины против COVID-19 ограничили передачу вируса, их снижающаяся эффективность высветила острую необходимость разработки эффективных и надежных методов лечения против COVID-19.

Об исследовании

В настоящем исследовании исследователи продемонстрировали выработку нанотел® (антител к V HH ) в растении Nicotiana benthamiana против шиповидных белков SARS-CoV-2 .

Команда разработала четыре конструкции для экспериментов с растительной экспрессией нанотел COVID-19. Метионин в стартовом кодоне белковой последовательности в нанотеле SARS-CoV-2 был удален и заменен последовательностью сигнального пептида, имеющей N-конец, для облегчения секреции белка. Кроме того, была разработана отрицательная мутантная контрольная конструкция, в которой аминокислоты, присутствующие в трех областях, определяющих комплементарность, а именно белок 1, связанный с дегенерацией мозжечка (CDR1), CDR2 и CDR3, последовательности нанотела SARS-CoV-2, были скремблированы для блокирования взаимодействует с доменом, связывающим вирусный шиповидный рецептор (RBD).    

Растения N. benthamiana выращивали и использовали в возрасте от четырех до пяти недель для временной экспрессии нанотел посредством инфильтрации растений Agrobacterium EHA105. Листья растений N. benthamiana исследовали в ультрафиолетовом (УФ) свете на экспрессию зеленого флуоресцентного белка (GFP) и собирали через два дня после инфильтрации (dpi). Затем экстрагировали общие растительные белки. Кроме того, активность рекомбинантных нанотел была подтверждена путем проведения конкурентного твердофазного иммуноферментного анализа (ELISA), в котором оценивалось ингибирование взаимодействия между RBD шипа и рецептором ангиотензинпревращающего фермента-2 (ACE2) в присутствии антитела.  

Полученные результаты

Результаты исследования показали, что первоначальный тест, проведенный с SP-CoV19_his, полученным из транзиентно экспрессирующих листьев, дал примерно 15 кДа, что свидетельствует об экспрессии и очистке. Кроме того, визуализация инфильтрированных листьев с помощью GFP показала высокий уровень экспрессии два dpi. Конкурентный ИФА показал, что 1 мкг/мл SP-CoV19_his эффективно ингибирует взаимодействие ACE2-RBD.

Аналогичные результаты также наблюдались при использовании SP-CoV19_his-GFP и SP-his_CoV19-GFP, показавших 100% ингибирование взаимодействия ACE2-RBD при 1 мкг/мл. Кроме того, мутантная последовательность SP-mCov19_his блокировала менее 20% при 1 мкг/мл и 0% при 0,1 мкг/мл. Это указывало на то, что продуцируемые растениями SP-CoV19_his, SP-CoV19_his-GFP и SP-his_CoV19-GFP ингибировали 100% взаимодействие между RBD SARS-CoV-2 и ACE2.

Вывод

В целом, результаты исследования продемонстрировали возможность производства нанотел в растениях, которые блокируют взаимодействие между человеческим рецептором ACE2 и шиповидным белком SARS-CoV-2 RBD, что является критическим этапом в процессе запуска инфекции. В исследовании синтез нанотел на растительной основе описывается как экономически эффективная и масштабируемая альтернатива для быстрого реагирования на терапевтические вмешательства в отношении новых патогенов в области здравоохранения и сельского хозяйства.

*Важное замечание

bioRxiv публикует предварительные научные отчеты, которые не рецензируются экспертами и, следовательно, не должны рассматриваться как окончательные, направляющие клиническую практику/поведение, связанное со здоровьем, или рассматриваться как установленная информация.