SARS-CoV-2感染に対するエアロゾル治療の有効性は?

Study: Spike mutation resilient scFv76 antibody counteracts SARS-CoV-2 lung damage upon aerosol delivery. Image Credit: Thichaa/Shutterstock


Molecular Therapy ジャーナルに掲載された最近の研究で、研究者は重症急性呼吸器症候群コロナウイルス 2 (SARS-CoV-2) 肺損傷に対する scFv76 抗体の有効性を評価しました。

研究: スパイク突然変異耐性 scFv76 抗体は、エアロゾル送達時に SARS-CoV-2 肺損傷を打ち消します。 画像著作権: Thichaa/Shutterstock

新型コロナウイルス感染症 2019 (COVID-19) の進行は予測不可能であるため、重度の肺疾患の再発や新しい亜種の出現を排除することはできません。 これは主に、世界中でワクチン接種率が不均一であり、COVID-19 ワクチンの有効性が低下しているためです。 さらに、SARS-CoV-2感染の急性後遺症、特に神経系や心血管系に影響を与える危険な多数の症状が観察されるため、実装が簡単で初期段階で感染を制御できる治療手段の緊急の開発が必要です。 .

研究について

本研究では、研究者は COVID-19 の治療における噴霧 scFv76 の有効性を評価しました。

SARS-CoV-2 Omicron BA.1 および BA.2 スパイクタンパク質のヒトアンジオテンシン変換酵素-2 (hACE-2) への結合について競合する可能性を、酵素結合免疫吸着アッセイ (ELISA) によって調べて評価しました。 Omicron 亜種に対する反応性。 その後、表面プラズモン共鳴 (SPR) を使用して、デルタおよびオミクロン スパイクタンパク質に対する scFv76 の結合親和性を評価しました。 本物の SARS-CoV-2 Delta および Omicron BA.1 ウイルスを使用して、Vero E6 細胞で観察された細胞変性効果 (CPE) のマイクロ中和アッセイを使用して、感染力の中和をさらに調査しました。

scFv76 は in vitro で評価され、SARS-CoV-2 Omicron BA.1 または BA.2 スパイクによる肺細胞の融合を阻害する能力が決定されました。 さらに、scFv76のscFv76の抗ウイルス中和効力は、非中和対照抗体scFv5とは対照的に、RT-qPCRを使用してデルタ感染肺Calu-3細胞においてインビトロで評価された。 1×105 TCID50 SARS-CoV-2 Delta バリアントを鼻腔内攻撃により投与することにより、トランスジェニック hACE2 マウスに肺炎感染を誘発し、噴霧化抗体の薬学的効果を調査しました。

結果

研究結果は、scFv76 が SARS-CoV-2 Delta に対して同じ効力を持ち、2.5 nM 未満の IC50 濃度でオミクロン BA.1 および BA.2 スパイクが ACE2 に結合するのを阻害できることを示しました。 さらに、Delta の KD は 0.6 nM ですが、BA.1 と BA.2 の KD はそれぞれ 6.3 と 14.5 nM です。 scFv5 ではなく scFv76 は、SARS-CoV-2 Omicron BA.1 および BA.2 偽型ウイルスに対して中和効果を示し、IC50 値はそれぞれ 2.84 および 2.47 nM でした。 このアッセイで、Delta および Omicron BA.1 バリアントに対して、scFv76 はそれぞれ 1.99 および 6.38 nM の IC50 値を示しましたが、非中和抗体 scFv5 には抗ウイルス作用がありませんでした。

ナノモル量の scFv76 抗体とインキュベートすると、チームは、Omicron BA.1 および BA.2 スパイクを発現する HEL293T 細胞と、hACE2 受容体を発現する A549 細胞との間の融合が著しく阻害されることに注目しました。 13.5 nM の IC50 で、scFv76 は感染を抑制することが示されましたが、対照抗体は 200 nM を超える濃度で効果を示しませんでした。

scFv76 で処理されたマウスのグループは、ビヒクルで処理された感染マウスとは対照的に、感染の 4 日後にかなりの体重回復を示しました。 この結果は、逆転写定量的ポリメラーゼ連鎖反応 (RT-qPCR) によって決定される肺ウイルス リボ核酸 (RNA) コピー数の約 100 倍の減少と、TCID50 によって決定される感染性ウイルス粒子の減少と関連していました。 特に、噴霧化されたscFv76は、鼻甲介のウイルスRNAを大幅に減少させ、肺の感染性ウイルス力価を5匹中3匹の動物で検出不可能なレベルまで低下させました。

肺切片の組織病理学的検査では、一貫して、肺間質浮腫、血液学的肺胞内血管外遊出、肺胞/間質領域の細胞炎症性浸潤、および肺胞中隔の肥厚の大幅な減少が明らかになりました。 全体として、デルタ ウイルスによって誘発される肺の炎症と損傷は、噴霧化された scFv76 を投与することで大幅に軽減できましたが、リン酸緩衝生理食塩水 (PBS) は軽減できませんでした。

データは、インターロイキン-6 (IL-6)、IL-1、IL-21、IL-10、IL-4、腫瘍壊死因子-アルファ (TNF-α) などの重要な炎症誘発性サイトカイン、およびCC モチーフ リガンド 2 (CCL2)、CCL20、CXC モチーフ リガンド 1 (CXCL1)、および CXCL-10 は、scFv76 エアロゾルにさらされた後に大幅に減少しました。 scFv76 治療を受けたマウスの肺では、これらすべてのインターフェロン (IFN) 遺伝子が著しく減少しました。 この薬剤は、接着分子、アンジオポエチン 2、および nod-like receptor protein 3 (NLRP3) などのインフラマソーム エフェクターなど、感染に関連した組織損傷を引き起こす分子の過剰発現も抑制しました。

scFv76 フラグメントの接触領域は ACE2 結合界面と重複していたため、SARS-CoV-2 受容体結合ドメイン (RBD) 上の 17 個の ACE2 結合残基のうち 13 個の位置が一致しました。 scFv76 の RBD へのアプローチ角度は ACE2 のアプローチ角度を反映しているため、これは重要です。 この点に関して、強力なscFv76中和活性の構造的基礎は、scFv76およびACE2結合モードのRBDへの構造的類似性および結果として生じる結合の競合によって提供された。

この研究結果は、scFv76 エアロゾル療法がウイルス増殖を効果的に減少させ、肺の炎症と損傷を大幅に軽減できることを示しました。 研究者らは、COVID-19 は、感染の原因となるバリアントに関係なく、scFv76 抗体エアロゾル療法で治療できると考えています。

ジャーナルの参照:

ミラッツォ FM、チャベス サンファン A、ミネンコバ O、サンタパオラ D、アナスタシ AM、バッティストゥッツィ G、キアッパリーノ C、ロージ A、ピッチ EM、アルベルトーニ C、マーラ E、ルベルト L、ヴィオレ C、スパニョーリ LG、リッチョ A、ロッシ A、サントロ MG、バラビオ F、パイソーニ C、カミローニ C、ボロネージ M、デ サンティス R. (2022). スパイク変異耐性 scFv76 抗体は、エアロゾル送達時の SARS-CoV-2 肺損傷に対抗します。 分子療法。 ドイ: https://doi.org/10.1016/j.ymthe.2022.09.010



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