Lựa chọn, phân tích đặc tính sinh-lý và cấu trúc kháng thể nano tổng hợp giúp vô hiệu hoá hiệu quả vi rút SARS-CoV-2

Lựa chọn kháng thể nano tổng hợp giúp vô hiệu hoá hiệu quả vi rút SARS-CoV-2 

 

 

Coronavirus ( SARS-CoV-2 ) là nguyên nhân gây ra đại dịch COVID-19 đang diễn ra sâu rộng trên toàn thế giới hiện nay. Phương pháp trị liệu bằng các kháng thể trung hòa là một phương pháp chính để giải quyết COVID-19 từ ngắn hạn đến trung hạn. Tuy nhiên, việc sản xuất kháng thể truyền thống bị cản trở bởi thời gian phát triển dài và sản xuất tốn kém. Ở đây, nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi tiến sĩ Custódio ở Trung tâm nghiên cứu hệ thống cấu trúc sinh học (CSSB) tại DESY và Phòng thí nghiệm Sinh học phân tử Châu Âu Hamburg báo cáo sự nhanh chóng phân lập và đặc tính của các kháng thể nano từ một thư viện tổng hợp, được gọi là sybodies (Sb), nhắm mục tiêu vào miền liên kết thụ thể (RBD) của protein gai (spike protein) trên SARS-CoV-2. Một số chất kết dính có ái lực cao ở nồng độ thấp cỡ nano Mol và hoạt động vô hiệu hoá hiệu quả đã được xác định, trong đó kháng thể tổng hợp Sb23 (có kích thước chỉ bằng 1/10 kháng thể thông thường) thể hiện ái lực cao và vô hiệu hoá vi rút giả với liều IC50 là 0,6 µg/ml. [1]

 

Phân tích đặc tính tương tác giữa kháng thể Sb23 và miền liên kết thụ thể (RBD) bằng tán xạ tia X góc nhỏ

Để làm sáng tỏ cơ sở cấu trúc của hoạt động vô hiệu hoá của kháng thể Sb23 chống lại SARS-CoV-2, họ đã thu thập dữ liệu SAXS trên phức hợp RBD-Sb23 (Hình 4a, b). Sự hình thành phức hợp được xác nhận là do sự dịch chuyển vị trí của cực đại theo p(r) và sự gia tăng kích thước hạt Dmax khi liên kết Sb23. Mô hình ab initio có độ phân giải thấp mô tả các phần tử Sb23 và RBD trong phức hợp (Hình 4c) và chỉ ra rằng Sb23 liên kết ở đầu của RBD.

 

Để hiểu chi tiết hơn, họ đã tạo mô hình “rigid body” dựa trên dữ liệu SAXS của phức hợp giữa Sb23 và RBD (Hình 4d). Mô hình “rigid body” phù hợp tốt với mô hình ab initio của phức hợp (Hình 4c) và quan trọng là, trong tất cả các mô hình kết quả, Sb23 được đặt bên cạnh vị trí liên kết ACE2 và liên kết ngang với RBD như mong đợi cho một chất kết dính từ thư viện.[1]

Tóm lại, SAXS giúp:

• Phân tích liên kết giữa kháng thể tổng hợp Sb23 và miền liên kết thụ thể RBD
• Sàng lọc và chọn các kháng thể nano
• Tạo mô hình “rigid body” của phức hợp giữa Sb23 tổng hợp (sybodies 23) và RBD (miền liên kết thụ thể)
• Làm sáng tỏ cơ sở của hoạt động Sb23 vô hiệu hoá chống lại SARS-CoV-2 xâm nhập vào cơ thể

 

Nguyễn Tiến Dũng tổng hợp

Tìm hiểu thêm về thiết bị tán xạ tia X cho ứng dụng trên tại đây!

Bài viết liên quan:

• SAXS là một công cụ để mô tả các tương tác protein kháng nguyên – kháng thể đơn dòng
• Tia X có thể giúp test nhanh COVID-19 tin cậy và nhanh chóng hơn trở thành hiện thực như thế nào
• Sách trắng – Ứng dụng kỹ thuật Tán xạ tia X góc nhỏ (SAXS) để nghiên cứu, phát triển và bào chế thuốc

Tài liệu tham khảo:

[1] Custódio, T.F., Das, H., Sheward, D.J. et al. Selection, biophysical and structural analysis of synthetic nanobodies that effectively neutralize SARS-CoV-2. Nat Commun 11, 5588 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-19204-y.