दो जानवरों के मॉडल में प्रभावोत्पादक क्रिस्टलीकरण-परिवर्तित COVID-19 एंटीबॉडी का टुकड़ा

हाल ही में एक लेख पोस्ट किया गया Biorxiv* प्रीप्रिंट सर्वर ने कई प्रभावोत्पादक गंभीर तीव्र श्वसन सिंड्रोम कोरोनावायरस 2 (SARS-CoV-2) एंटीबॉडी की पहचान की, जो कि SARS-CoV-2 रोगियों से हैं।

अध्ययन: एफसी-संशोधित SARS-CoV-2 दो जानवरों के मॉडल में चिकित्सीय प्रभाव वाले एंटीबॉडी को बेअसर करता है। छवि क्रेडिट: NIAID

पार्श्वभूमि

SARS-CoV-2 महामारी लगातार उभरते वायरल रूपों के माध्यम से जारी है। प्रारंभिक SARS-CoV-2 वुहान उपभेदों पर केंद्रित विभिन्न कोरोनावायरस रोग 2019 (COVID-19) टीके स्थापित किए गए हैं। सौभाग्य से, वे बाद में उत्तेजित वायरल उपभेदों के खिलाफ प्रभावी रहे हैं।

कुछ देशों में SARS-CoV-2 संक्रमणों की संख्या में गिरावट आई है, शायद टीकाकरण की प्रभावशीलता के परिणामस्वरूप। बहरहाल, वैश्विक COVID-19 महामारी पर अभी तक काबू नहीं पाया जा सका है।

एंटीवायरल थेरेपी SARS-CoV-2 प्रतिकृति चरण के दौरान प्रभावी होती है, जो संक्रमण के प्रारंभिक चरण में होती है। इसी तरह, COVID-19 के खिलाफ चिकित्सीय न्यूट्रलाइजिंग एंटीबॉडी का उपयोग करना काफी प्रभावी रहा है। दुर्भाग्य से, विकसित होने वाले SARS-CoV-2 उपभेदों का मुकाबला करने के लिए कुछ लाभकारी एंटीबॉडी हैं।

अध्ययन के बारे में

वर्तमान शोध में, वैज्ञानिकों ने SARS-CoV-2-convalescent रोगियों से कई मोनोक्लोनल एंटीबॉडी विकसित की हैं। जापान में मार्च 2020 में SARS-CoV-2 महामारी की शुरुआत के बाद से, लेखकों ने COVID-19 रोगियों को ठीक करने से परिधीय रक्त के नमूने एकत्र किए हैं, जिनका उपयोग तटस्थ एंटीबॉडी उत्पन्न करने के लिए किया गया है।

जांचकर्ताओं ने कीयो यूनिवर्सिटी अस्पताल से डिस्चार्ज किए गए SARS-CoV-2 रोगियों के रक्त के नमूने लिए। सेल-आधारित SARS-CoV-2 स्पाइक (S) -एंजियोटेंसिन-परिवर्तित एंजाइम 2 (ACE2) निषेध परीक्षण का उपयोग सीरा की बेअसर करने की क्षमता का मूल्यांकन करने के लिए किया गया था। टीम ने एंटीबॉडी पीढ़ी के लिए प्रमुख न्यूट्रलाइजिंग सांद्रता प्रदर्शित करने वाले 12 रोगियों का चयन किया।

लेखकों ने 1) एस-एसीई2 निषेध मूल्यांकन और 2) एस-व्यक्त कोशिकाओं के प्रति इन एंटीबॉडी की संलग्न क्षमता और एस-व्यक्त कोशिकाओं के खिलाफ एसीई2 के लगाव में बाधा डालने की उनकी क्षमता के बीच संबंध का उपयोग करके रोगी-तने वाले एंटीबॉडी का प्रोफाइल तैयार किया। इन एंटीबॉडी का अधिक अच्छी तरह से विश्लेषण करने के लिए, उन्होंने सेल फ्यूजन प्रयोग का उपयोग करके बेअसर करने की क्षमता की भी जांच की। शोधकर्ताओं ने यह सत्यापित करने के लिए एक एंड-पॉइंट माइक्रोन्यूट्रलाइज़ेशन स्क्रीनिंग आयोजित की कि चुने हुए एंटीबॉडी प्रामाणिक SARS-CoV-2 को बेअसर कर सकते हैं।

संभावित एंटीबॉडी की पहचान करने के लिए, वैज्ञानिकों ने SARS-CoV-2 रिसेप्टर-बाइंडिंग डोमेन (RBD) एंटीजन के प्रति आत्मीयता का मूल्यांकन किया और एपिटोप्स के ओवरलैप का विश्लेषण किया। उन्होंने पांच एंटीबॉडी का चयन किया और मूल SARS-CoV-2 वुहान अनुक्रम के S प्रोटीन को शरण देने वाले एक स्यूडोवायरस का उपयोग किया और चिंता के वेरिएंट (VOCs) के उत्पन्न होने से पहले एक न्यूट्रलाइजेशन प्रयोग करने के लिए चार महत्वपूर्ण वेरिएंट का उपयोग किया। वीओसी के उद्भव के बाद, उन्होंने बीटा, अल्फा, गामा, कप्पा, डेल्टा, और ओमाइक्रोन BA.2 और BA.1 सहित मूल WK-521 वायरस और इसके वेरिएंट को बेअसर करने के लिए एंटीबॉडी की क्षमता का परीक्षण किया।

एंटीबॉडी और SARS-CoV-2 S प्रोटीन की संरचनात्मक समझ प्राप्त करने के लिए टीम ने क्रायो-इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी (क्रायो-ईएम) जांच की। में कार्यरत वर्तमान में खोजे गए एंटीबॉडीज विवो में जांच में एंटीबॉडी-निर्भर वृद्धि (एडीई) को रोकने के लिए इम्युनोग्लोबुलिन जी 1 (आईजीजी 1) टुकड़ा क्रिस्टलीय (एफसी) क्षेत्र में एन 297 ए उत्परिवर्तन था। इसके अलावा, N297A उत्परिवर्तन Fc रिसेप्टर के पालन को कम करता है। जांचकर्ताओं ने इन एंटीबॉडी के प्रभाव को देखने के लिए दो पशु मॉडल (एक सिनोमोलगस मैकाक मॉडल और एक हम्सटर मॉडल) में इन एंटीबॉडी के प्रभावों की जांच की। विवो में समायोजन।

निष्क्रिय एंटीबॉडी की क्रायो-ईएम संरचना (ए) आरबीडी और एबी159, एबी188, एबी326, एबी354, एबी445, और एबी496 की संरचनाएं दिखाई गई हैं।  एंटीबॉडी के केवल चर डोमेन को आरबीडी सतह (ग्रे) पर एक कार्टून ट्यूब (व्यक्तिगत रंग) के रूप में मॉडलिंग और खींचा जाता है, और प्रत्येक एंटीबॉडी का एपिटोप प्रत्येक एंटीबॉडी के समान रंग का होता है।  केंद्रीय RBD में लाल क्षेत्र ACE2 (7A94) (बेंटन एट अल।, 2020) का बाध्यकारी अवशेष है, जो एंटीबॉडी के बाध्यकारी साइटों के बीच संबंध को दर्शाता है, जो मोटे तौर पर तीन समूहों में विभाजित हैं।  प्रमुख अमीनो एसिड की स्थिति को काले तीरों द्वारा दर्शाया गया है।  (बी) स्पाइक के अवशेष 400-506 दिखाए गए हैं।  क्रायो-ईएम द्वारा प्रकट किए गए एपिसोड लाल रंग में रंगे हुए हैं, और चित्र 3क में वर्णित उत्परिवर्तन से प्रभावित अवशेषों को वर्गों में दिखाया गया है।निष्क्रिय एंटीबॉडी की क्रायो-ईएम संरचना (ए) आरबीडी और एबी159, एबी188, एबी326, एबी354, एबी445, और एबी496 की संरचनाएं दिखाई गई हैं। एंटीबॉडी के केवल चर डोमेन को आरबीडी सतह (ग्रे) पर एक कार्टून ट्यूब (व्यक्तिगत रंग) के रूप में मॉडलिंग और खींचा जाता है, और प्रत्येक एंटीबॉडी का एपिटोप प्रत्येक एंटीबॉडी के समान रंग का होता है। केंद्रीय RBD में लाल क्षेत्र ACE2 (7A94) (बेंटन एट अल।, 2020) का बाध्यकारी अवशेष है, जो एंटीबॉडी के बाध्यकारी साइटों के बीच संबंध को दर्शाता है, जो मोटे तौर पर तीन समूहों में विभाजित हैं। प्रमुख अमीनो एसिड की स्थिति को काले तीरों द्वारा दर्शाया गया है। (बी) स्पाइक के अवशेष 400-506 दिखाए गए हैं।

परिणाम

शोधकर्ताओं ने COVID-19-बरामद व्यक्तियों से 494 एंटीबॉडी की खोज की, जिनमें से अधिकांश एक समान SARS-CoV-2 को न्यूट्रलाइजेशन मूल्यांकन में चिकित्सकीय रूप से नियोजित एंटीबॉडी को बेअसर करने की क्षमता दिखा रहे हैं। प्रारंभ में, एंटीबॉडी बनाने के लिए एंटीजन-विशिष्ट मेमोरी बी कोशिकाओं और एंटीजन-गैर-विशिष्ट प्लाज्मा कोशिकाओं का उपयोग किया गया था। फिर भी, पूर्व ने बेहतर एंटीबॉडी को परेशान किया, एंटीजन द्वारा बी कोशिकाओं को चुनने के महत्व पर प्रकाश डाला। एंड-पॉइंट प्रामाणिक वायरल न्यूट्रलाइजेशन परख के डेटा ने सेल-आधारित एस-एसीई 2 निषेध और सेल फ्यूजन एसेज़ स्क्रीनिंग न्यूट्रलाइज़िंग एंटीबॉडी से निष्कर्षों की पुष्टि की।

क्रायो-ईएम और सेल-आधारित उत्परिवर्ती एस-एसीई 2 निषेध प्रयोगों ने एस प्रोटीन पर एपिटोप्स की पहचान की क्योंकि एंटीबॉडी को एसीई 2 के साथ प्रतिस्पर्धा करके चुना गया था, एस को एंटीबॉडी लगाव को कक्षा 1/2 के रूप में वर्गीकृत किया गया था। IgG1-Fc पर N297 का सम्मिलन इस अध्ययन में खोजे गए एंटीबॉडी की विशेषताओं में से एक था। इस उत्परिवर्तन ने एफसी रिसेप्टर्स के आसंजन को लगभग मिटा दिया। वास्तव में, इसने एफसी-सुविधा वाले वायरस को राजी कोशिकाओं तक ले जाना बंद कर दिया।

प्रामाणिक वायरस और स्यूडोवायरस का उपयोग करने वाले वुहान स्ट्रेन और वीओसी के खिलाफ न्यूट्रलाइजेशन टेस्टिंग में चयनित एंटीबॉडी एक COVID-19 चिकित्सीय एजेंट, imdevimab की तुलना में या उससे बेहतर थे। विषय में विवो में इन एंटीबॉडी की गतिविधि, उन्होंने मैकाक और हम्सटर मॉडल में चिकित्सीय उपयोग के लिए शक्ति दिखाई। लगभग 5 से 7 मिलीग्राम / किग्रा की खुराक के तहत, वर्तमान एंटीबॉडी ने एडीई के माध्यम से वायरल तेज में वृद्धि के बिना हैम्स्टर और मैकाक में चिकित्सीय प्रभाव दिखाया।

निष्कर्ष

कुल मिलाकर, वर्तमान अध्ययन में, लेखकों ने SARS-CoV-2 D614G म्यूटेंट या वुहान स्ट्रेन से संक्रमित दीक्षांत COVID-19 रोगियों की B कोशिकाओं से कई एंटीबॉडी उत्पन्न की। इसके अलावा, उन्होंने शक्तिशाली एंटी-एसएआरएस-सीओवी -2 वेरिएंट स्ट्रेन न्यूट्रलाइजेशन गुणों के साथ कई न्यूट्रलाइजिंग एंटीबॉडी की पहचान की।

SARS-CoV-2 बरामद व्यक्तियों से इन Fc- संशोधित न्यूट्रलाइजिंग एंटीबॉडीज में क्लिनिकल COVID-19 एंटीबॉडी की तुलना में न्यूट्रलाइजिंग गुण थे। इन एंटीबॉडी की प्रभावशीलता को मकाक और हम्सटर मॉडल के साथ संक्रमण अनुसंधान के माध्यम से चित्रित किया गया था विवो में और प्रामाणिक वायरल और स्यूडोवायरस न्यूट्रलाइजेशन एसेज़ कृत्रिम परिवेशीय. इन निष्कर्षों ने प्रदर्शित किया कि वर्तमान में खोजे गए एंटीबॉडी में COVID-19 उपचार विकल्पों के रूप में काम करने के लिए पर्याप्त एंटीवायरल गतिविधि थी।

* महत्वपूर्ण सूचना

Biorxiv प्रारंभिक वैज्ञानिक रिपोर्ट प्रकाशित करता है जो सहकर्मी-समीक्षा नहीं हैं और इसलिए, निर्णायक नहीं माना जाना चाहिए, नैदानिक ​​​​अभ्यास / स्वास्थ्य संबंधी व्यवहार का मार्गदर्शन करना चाहिए, या स्थापित जानकारी के रूप में माना जाना चाहिए।

जर्नल संदर्भ:

  • एफसी-संशोधित SARS-CoV-2 दो जानवरों के मॉडल में चिकित्सीय प्रभावों के साथ एंटीबॉडी को बेअसर करना; मसारू ताकेशिता, हिदेहिरो फुकुयामा, कत्सुहिको कामदा, ताकेहिसा मात्सुमोतो, चीको माकिनो-ओकामुरा, तोमोमी उचिकुबो-कामो, यूरी तोमाबेची, कज़ुहारु हनादा, साया मोरियामा, योशिमासा ताकाहाशी, हिरोहितो इशिगाकी, मिसाको नाइक मसाको, मिसाको। फुरुसावा, हिरोशी उकी, कियोको इवात्सुकी-होरिमोटो, मुत्सुमी इतो, सेया यामायोशी, योशीहिरो कावाओका, मिकाको शिरौज़ू, मकोतो इशी, हिदेयुकी साया, यासुशी कोंडो, युकिउ कौकू, युकुशी सू, युकिउ कुकु। बायोरेक्सिव प्रीप्रिंट 2022। डीओआई: https://doi.org/10.1101/20222.06.21.496751, https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2022.06.21.496751v1

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