I ricercatori WEHI stanno studiando i "nanobodies" - minuscole proteine ​​immunitarie prodotte dagli alpaca - nel tentativo di capire se potrebbero essere efficaci nel bloccare SARS-CoV-2, il virus che causa il COVID-19.

Gli alpaca producono anticorpi unici, chiamati nanocorpi, che possono legarsi in modo molto specifico a una proteina. Il team di ricerca sta sviluppando nanocorpi specifici per la proteina "spike" SARS-CoV-2, che sporge dalla superficie del virus e consente al virus di legarsi ed entrare nelle cellule umane.

Il team spera che lo sviluppo di nanocorpi contro la proteina "spike" possa essere un passo importante verso nuove terapie "biologiche" basate su anticorpi per il trattamento del COVID-19.

Questo programma nanobody contro COVID-19 fa parte di uno sforzo guidato da un consorzio che riunisce le competenze dei leader accademici e industriali del Victoria e dell'Australia in malattie infettive e terapie anticorpali presso WEHI, l'Istituto Doherty, CSL, Affinità Bio, CSIRO, l'Istituto Burnet e l'Istituto Kirby.

Nanobodies:gli elementi costitutivi delle terapie a base di anticorpi

Gli anticorpi sono proteine ​​chiave che combattono le infezioni nel nostro sistema immunitario. Un aspetto importante degli anticorpi è che si legano strettamente e specificamente a un'altra proteina, ha affermato il professore associato Wai-Hong Tham, che sta conducendo la ricerca presso WEHI.

"Le terapie a base di anticorpi, o "biologici", utilizzano questa proprietà degli anticorpi, sfruttando un anticorpo che si lega specificamente a una proteina coinvolta nella malattia. Nel nostro caso, stiamo cercando di sviluppare una terapia che si leghi alla proteina "spike" del virus SARS-CoV-2, che usa per entrare nelle cellule umane. Questi anticorpi potrebbero impedire al virus di legarsi al recettore umano chiamato ACE2, arrestando il ciclo di infezione da COVID-19, " lei disse.

Una stranezza del sistema immunitario dell'alpaca rende gli anticorpi dell'alpaca una risorsa chiave in questo progetto.

"Gli alpaca producono anticorpi unici, che sono più piccoli degli anticorpi convenzionali. Gli anticorpi convenzionali sono composti da due immunoglobine, catene pesanti e catene leggere, mentre gli alpaca producono la maggior parte degli anticorpi privi di catene leggere. I nanobodies sono frammenti di anticorpi prodotti in laboratorio dell'unico dominio della catena pesante che riconosce le proteine ​​estranee. Questi si legano in modo davvero specifico alla loro proteina bersaglio e sono più stabili di altri anticorpi, "Ha detto il professore associato Tham.

Per generare nanocorpi contro SARS-CoV-2, un gruppo di alpaca nella regione del Victoria viene immunizzato con un sintetico, non infettivo, parte della proteina "spike" SARS-CoV-2.

"La proteina sintetica 'spike' non è infettiva e non causa lo sviluppo di malattie negli alpaca, ma consente agli alpaca di sviluppare nanocorpi, "Ha detto il professore associato Tham.

"Possiamo quindi estrarre le sequenze geniche che codificano per i nanocorpi e utilizzarle per produrre milioni di tipi di nanocorpi in laboratorio e quindi selezionare quelli che si legano alla proteina "spike".

"Stiamo ora confrontando questi nanocorpi per scoprire quali sono i più efficaci nel legare la proteina "spike" e impedire al virus di entrare nelle cellule. Questi anticorpi potrebbero consentire lo sviluppo di nuovi trattamenti contro il COVID-19".

Il sincrotrone australiano di ANSTO è stato una risorsa fondamentale nel progetto, consentendo al team di ricerca di mappare a quali parti della proteina "spike" si sono legati i nanocorpi e in che modo ciò ha influito sulla capacità del virus di legarsi al suo recettore umano.

Utilizzo di terapie anticorpali per trattare COVID-19

Le terapie anticorpali sono già in uso clinico per malattie come il cancro, condizioni infiammatorie e autoimmuni.

Possono essere utilizzati sia per prevenire che per curare le malattie e sono particolarmente utili nelle persone anziane o immunocompromesse, che potrebbero non essere in grado di allestire una robusta risposta immunitaria a un vaccino.

Il professore associato Tham ha affermato che le terapie a base di anticorpi differiscono dai vaccini.

"I vaccini stimolano una risposta immunitaria per produrre anticorpi, mentre le terapie a base di anticorpi forniscono direttamente gli anticorpi efficaci. Anche se questo significa che le terapie a base di anticorpi iniziano a funzionare immediatamente, non fornirebbero protezione a lungo termine. In contrasto, un vaccino impiega del tempo per costruire l'immunità protettiva, ma questa immunità può durare mesi, anni o decenni."

La ricerca è in una fase iniziale, ma il team spera che possa aiutare nella lotta contro il COVID-19.

"Siamo nelle prime fasi di questa ricerca e ci sono una serie di passaggi che devono essere compiuti nello sviluppo delle terapie, così come gli studi clinici, prima che questo trattamento potesse essere utilizzato negli esseri umani. Ma speriamo che le terapie a base di anticorpi possano offrire una potenziale soluzione al COVID-19 e possano essere utilizzate insieme ad altri metodi di trattamento per combattere questa pandemia globale, "Ha detto il professore associato Tham.

"Anche se non siamo ancora sicuri di quando questi trattamenti per COVID-19 saranno disponibili al pubblico, stiamo lavorando il più duramente possibile per renderli disponibili in modo sicuro il prima possibile. Non ho mai visto gruppi di persone mobilitarsi scientificamente in modo così appassionato e collaborativo".