Nová bispecifická protilátka pro neutralizaci SARS-CoV-2 včetně jeho mutací

Protilátky v léčbě a prevenci COVID-19

Preklinická data i výsledky klinických studií naznačují, že pro prevenci i léčbu onemocnění COVID-19 během fáze příznaků virové infekce se dají efektivně využít monoklonální protilátky. Upřednostňují se tzv. protilátkové koktejly (směsi 2 či více protilátek), a to z důvodu zvýšené účinnosti a prevence únikových mutací viru. Výroba protilátkových koktejlů však zvyšuje cenu a nároky na objem výrobních kapacit, a navíc komplikuje formulaci léčiva. Multispecifické protilátky, schopné vázat se na více epitopů současně, přitom kombinují v jedné molekule výhody protilátkových koktejlů.

Design bispecifické protilátky

Vědci s pomocí počítačových simulací navrhli rekombinantní IgG1 protilátku CoV-X2 se dvěma antigen-vazebnými fragmenty odvozenými ze známých neutralizačních protilátek (C121 a C135) izolovaných z rekonvalescentního séra pacientů, kteří prodělali onemocnění COVID-19. Počítačová simulace předpověděla, že protilátka s touto strukturou je schopná se oběma vazebnými místy současně vázat na RNA-vazebné domény proteinu S a tím účinně blokovat jeho vazbu na receptor ACE2.

Laboratorní experimenty poté prokázaly, že protilátka se skutečně na protein S váže, a to včetně jeho mutantních variant. CoV-X2 se na izolovaný protein i testované pseudoviry (laboratorní modely se stejnými povrchovými proteiny, jako má virus zájmu, avšak bez jeho patogenních vlastností) vázala s větší účinností než obě protilátky, ze kterých je odvozená.

Při testech s infekčními viry protilátka účinně neutralizovala jak původní kmen viru SARS-CoV-2, tak jeho britskou, brazilskou a − s o něco nižší účinností − i jihoafrickou mutantní variantu.

Účinnost protilátky na zvířecích modelech

Pro testování protilátky byl použit speciálně vyvinutý myší kmen, který je schopen exprimovat lidské receptory ACE2 v buňkách horních i dolních cest dýchacích. Infekce těchto myší virem SARS-CoV-2 vede k postupnému úbytku na váze, patologiím dýchacího ústrojí připomínajícím těžký průběh COVID-19 u lidí a nutnosti utracení myší 8. den po infekci.

Při podání CoV-X2 těmto myším 1 den před infekcí koronavirem došlo k zachování tělesné hmotnosti, snížení detekovaného množství virové RNA a nebyly nalezeny histopatologické změny na plících zvířat. 5 dní po infekci byl infekční virus izolován u 5/6 kontrolních zvířat, jimž byla podána izotypová kontrola nebo některá z mateřských protilátek; ve skupině s podáním CoV-X2 byl přitom virus nalezen pouze u 1 zvířete z 10. Protektivní účinek protilátky zůstal zachován, i když byla podána 12 hodin po infekci.

Únikové mutace

Při experimentech in vitro byl při použití monoklonální protilátky pozorován vznik únikových mutací viru. To se potvrdilo i v myším modelu − při podání protilátky C121 byl u 5/5 myší izolován kmen viru s mutací E484D, jež vede k desetinásobnému snížení neutralizační schopnosti lidského séra. Tento kmen ve vzorku převládl a zachoval si patogenní vlastnosti.

Podání protilátky C135 k únikové mutaci nevedlo. U některých myší léčených CoV-X2 se i přes absenci příznaků onemocnění podařilo izolovat velmi malé množství virové RNA, u 6/13 vzorků se jednalo o původní kmen viru, pouze u 2 byl nalezen souběh původní a mutantní varianty, zvířata však nejevila příznaky onemocnění COVID-19.

Závěr

Nová plně humánní bispecifická protilátka CoV-X2 nabízí výhody koktejlu protilátek v jedné molekule. Osvědčila se jako účinná u myšího modelu onemocnění COVID-19, zvířata byla efektivně chráněna před příznaky onemocnění a u jedné z testovaných protilátek nedocházelo ani k únikovým mutacím viru.

(este)

Zdroj: De Gasparo R., Pedotti M., Simonelli L. et al. Bispecific IgG neutralizes SARS-CoV-2 variants and prevents escape in mice. Nature 2021 Mar 25, doi: 10.1038/s41586-021-03461-y [Epub ahead of print].