Strategia angażowania dwuswoistych komórek T ukierunkowanych na SARS-CoV-2 w celu kontrolowania zakażenia SARS-CoV-2

W niedawnym badaniu opublikowanym w Biologia komunikacji W czasopiśmie naukowcy opisują nową strategię kontrolowania infekcji koronawirusem zespołu ostrej niewydolności oddechowej 2 (SARS-CoV-2), w której bispecyficzny wyzwalacz komórek T jest wykorzystywany do celowania w białko szczytowe SARS-CoV-2.

pobyt: Ta dwuswoista strategia zaangażowania komórek T ukierunkowana na skoki zapewnia dwuwarstwową ochronę przed infekcją SARS-CoV-2 in vivo. Źródło zdjęcia: Tsuguliev/Shutterstock.com

tło

Chociaż szybki rozwój szczepionek i przeciwciał monoklonalnych pozwolił zmniejszyć ciężkość i śmiertelność podczas pandemii koronawirusa 2019 (COVID-19), pojawienie się nowych wariantów z mutacjami unikającymi odporności wciąż budzi okresowe obawy.

Badana jest technologia przeciwwirusowa składająca się z małych cząsteczek ukierunkowanych na wnikanie wirusa i replikację SARS-CoV-2, a niektóre z tych technologii, takie jak Paxlovid, zostały zatwierdzone do użytku klinicznego. Przeciwciała neutralizujące były również bardzo skuteczne przeciwko SARS-CoV-2 podczas wczesnego zastosowania klinicznego.

Wiele terapii przeciwciał jest ukierunkowanych na receptor enzymu konwertującego angiotensynę-2 (ACE-2), który jest głównym receptorem wejściowym dla SARS-CoV-2.

Jednak nowe mutacje białek kolczastych nadal stanowią wyzwanie dla skuteczności przeciwciał neutralizujących i potrzebne są nowe podejścia, oprócz istniejących inhibitorów drobnocząsteczkowych i przeciwciał neutralizujących, do zwalczania pojawiających się wariantów SARS-CoV-2.

Opracowano również przeciwciała bispecyficzne nakierowane na dwa epitopy i biswoiste białka fuzyjne na rozpuszczalne ramię ACE-2 i ramię przeciwciała, aby poprawić skuteczność neutralizacji, jednocześnie celując w nieuchwytne mutacje immunologiczne.

o studiowaniu

W bieżącym badaniu naukowcy opracowali bispecyficzny wyzwalacz komórek T (S-BiTE), który celuje w białko szczytowe SARS-CoV-2.

To białko fuzyjne zawiera zewnątrzkomórkową domenę ACE-2 do blokowania wnikania wirusa i jednołańcuchowy zmienny fragment anty-CD3ε (grupa różnicowania 3ε) do eliminowania komórek wytwarzających wirusy poprzez aktywację limfocytów T.

Zewnątrzkomórkowy ligand ACE-2 został użyty do identyfikacji komórek eksprymujących białko szczytowe SARS-CoV-2, podobne do na żywo Komórki zakażone SARS-CoV-2. Monowalentna domena zewnątrzkomórkowa ACE-2 wykazuje wysokie powinowactwo do domeny wiążącej receptor białka fuzyjnego (RBD) SARS-CoV-2 spike-Fc.

W porównaniu z biwalentnym przeciwciałem anty-CD3, monowalentne scFv anty-CD3ε ma niskie powinowactwo do CD3ε, zapewniając, że limfocyty T nie będą się wiązać i aktywować, jeśli białko kolczaste SARS-CoV-2 jest nieobecne.

Test aktywacji komórek T przeprowadzono przy użyciu współhodowanych komórek eksprymujących białko SARS-CoV-2 w laboratorium Aby przetestować zdolność S-BiTE do aktywacji komórek T. Cytotoksyczność S-BiTE porównano również z cytotoksycznością białek fuzyjnych Fc ACE-2-ludzkiej immunoglobuliny g (IgG1) Fc.

Ponadto do przetestowania skuteczności S-BiTE w zapobieganiu uwalnianiu wirusa wykorzystano pseudotypowany system produkcyjny SARS-CoV-2. Zbadano również cytotoksyczność S-BiTE na żywo.

Ponadto profil bezpieczeństwa S-BiTE został przetestowany na mysich modelach, aby upewnić się, że nie powoduje on wyczerpania ani niepożądanej aktywacji komórek T.

Mezenchymalne komórki macierzyste zostały zaprojektowane tak, aby stabilnie eksprymować S-BiTE, a preferencyjna biodystrybucja mezenchymalnych komórek macierzystych w płucach wskazuje na ich potencjalne zastosowanie w leczeniu zapalenia płuc wywołanego przez SARS-CoV-2.

Skuteczność S-BiTE przeciwko komórkom eksprymującym białko kolca testowano przy użyciu żywych komórek zakażonych wirusem i przeciwko białku kolca wariantu delta.

wyniki

Wyniki wykazały, że S-BiTE konkurował z receptorami transbłonowymi i blokował wejście wolnego SARS-CoV-2 do komórek permisywnych, jednocześnie aktywując silną cytotoksyczność komórek T w celu wyeliminowania komórek zakażonych wirusem.

Co więcej, S-BiTE był równie skuteczny zarówno przeciwko oryginalnemu szczepowi SARS-CoV-2, jak i wariantowi delta, co wskazuje na jego potencjalną skuteczność i zastosowanie przeciwko pojawiającym się immunogennym wariantom SARS-CoV-2.

Leczenie humanizowanego modelu myszy z zakażeniem SARS-CoV-2 za pomocą S-BiTE zmniejszało miano wirusa skuteczniej niż same przeciwciała neutralizujące.

Zastosowanie humanizowanych modeli mysich do testowania profilu bezpieczeństwa również nie wykazało znaczących różnic w podtypach komórek odpornościowych, niepożądanego wyczerpania lub aktywacji komórek T lub jakiejkolwiek infiltracji głównych tkanek przez komórki odpornościowe.

Dwie pierwsze znaczące zalety stosowania S-BiTE w porównaniu ze standardowymi terapiami przeciwciałami to wykorzystanie ACE-2 jako fragmentu docelowego, który będzie skuteczny przeciwko prawie wszystkim wariantom SARS-CoV-2.

Druga zaleta wynika z zastosowania anty-CD3ε do aktywacji komórek T w celu wyeliminowania komórek zakażonych wirusem, co jest znacznie bardziej skuteczne niż cytotoksyczność, w której pośredniczą przeciwciała.

wnioski

Ogólnie rzecz biorąc, wyniki wykazały, że S-BiTE zapobiegał wnikaniu wirusa, konkurując z receptorem transbłonowym ACE-2 i aktywując cytotoksyczność komórek T, skutecznie usuwając komórki zakażone SARS-CoV-2.

S-BiTE można dalej ulepszać, wybierając fragmenty docelowe i poprawiając możliwości bezpieczeństwa i neutralizacji w celu poprawy skuteczności przeciwko pojawiającym się wariantom SARS-CoV-2.