I nanocorpi SARS-CoV-2, molecole microscopiche sviluppate presso la School of Medicine dell'Università di Pittsburgh che neutralizzano il virus negli animali, sono notevolmente attivi contro le mutazioni trovate nelle varianti, compreso Delta, secondo una nuova ricerca degli scienziati di Pitt e della Case Western Reserve University.

Le scoperte, annunciato oggi in Comunicazioni sulla natura , descrivere tre diversi meccanismi attraverso i quali i nanocorpi disarmano il virus, impedendogli di infettare le cellule e causare COVID-19. L'analisi strutturale a livello quasi atomico fornisce una guida per lo sviluppo di futuri vaccini e terapie che potrebbero funzionare contro un'ampia varietà di coronavirus, comprese le varianti non ancora in circolazione.

"Questa è la prima volta che qualcuno ha sistematicamente classificato nanocorpi ultrapotenti in base alla loro struttura, " ha detto l'autore senior Yi Shi, dottorato di ricerca, assistente professore di biologia cellulare a Pitt. "Facendo questo, non abbiamo solo fornito dettagli sui meccanismi utilizzati dai nostri nanocorpi per sconfiggere SARS-CoV-2, ma ha anche rivelato indicazioni su come progettare terapie future".

Alla fine dell'anno scorso, Shi e il suo team hanno annunciato di aver estratto minuscoli, ma estremamente potente, Frammenti di anticorpi SARS-CoV-2 da lama, che potrebbe essere trasformato in terapie inalabili per prevenire e curare il COVID-19. Da allora, studi preclinici hanno verificato che i potenti nanocorpi prevengono e trattano il COVID-19 grave nei criceti, riducendo le particelle virali nelle loro vie respiratorie di un milione di volte rispetto al placebo.

In questo ultimo studio, Shi ha collaborato con i biologi strutturali di Pitt Cheng Zhang, dottorato di ricerca, e James Conway, dottorato di ricerca, così come i farmacologi, biologi strutturali e biochimici alla Case Western Reserve, utilizzare la microscopia crioelettronica ad alta risoluzione per osservare esattamente come i nanocorpi interagiscono con il virus SARS-CoV-2 per impedirgli di infettare le cellule e scoprire come le mutazioni trovate nelle varianti possono influenzare le interazioni dei nanocorpi.

"La microscopia crioelettronica ha dimostrato molte volte di essere uno strumento estremamente utile per vedere informazioni strutturali ad alta risoluzione, ", ha detto il co-autore senior Wei Huang, dottorato di ricerca, ricercatore presso il Dipartimento di Farmacologia della Case Western Reserve School of Medicine. "E i nanocorpi sono prodotti biologici versatili e stabili che possono essere utilizzati in altre ricerche, come il cancro».

Il team ha selezionato otto potenti nanocorpi per ulteriori esami. Primo, hanno confermato attraverso osservazioni che molti dei nanocorpi funzionano contro Alpha (una variante associata al Regno Unito), Delta (associato all'India) e diverse altre varianti di SARS-CoV-2 preoccupanti.

Hanno anche classificato i nanocorpi in tre gruppi principali in base a come interagiscono con le proteine ​​spike, quali sono le sporgenze che circondano il coronavirus sferico e fungono da "chiavi" che garantiscono l'ingresso del virus alle cellule umane:

• La classe I supera la parte della cellula umana a cui si lega la proteina spike, impedendo al virus di entrare nelle cellule.
• La classe II si lega a una regione della proteina spike che è rimasta attraverso diverse permutazioni di coronavirus, incluso il SARS-CoV-1 originale. Ciò significa che può neutralizzare SARS-CoV-2 e le sue varianti, ma anche altri coronavirus.
• La classe III si aggancia a una regione specifica della proteina spike a cui gli anticorpi più grandi non possono accedere. Legandosi a quest'area, il nanobody impedisce alla proteina di ripiegarsi nel modo necessario per entrare nelle cellule umane.

"Descrivere tutte queste vulnerabilità e modi per contrastare SARS-CoV-2 e i coronavirus in generale ha un enorme potenziale, " ha affermato Shi. "Non solo aiuterà il nostro team a selezionare e perfezionare i nanocorpi per trattare e prevenire il COVID-19, ma può anche portare a un vaccino universale, prevenire non solo il COVID-19, ma SARS, MERS e altre malattie causate dai coronavirus".