Qué son los nanocuerpos y cómo pueden bloquear al SARS-CoV-2 e impedir que entre en las células

Los nanocuerpos del SARS-CoV-2 , moléculas microscópicas desarrolladas en la Facultad de Medicina de la Universidad de Pittsburgh, que neutralizan el virus en animales, son notablemente activos contra las mutaciones encontradas en variantes, incluida Delta.

Según una nueva investigación de Pitt y científicos de la Universidad Case Western Reserve publicada en la revista Nature, fueron descritos tres mecanismos diferentes mediante los cuales los nanocuerpos desarman el virus, e impiden que infecte las células y provoquen COVID-19.

Los investigadores creen que el análisis estructural a nivel casi atómico proporciona una guía para el desarrollo de futuras vacunas y terapias que pueden funcionar contra una amplia variedad de coronavirus, incluidas las variantes que aún no están en circulación.

“Se necesitan con urgencia intervenciones contra las variantes del coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo (SARS-CoV-2). Los nanocuerpos (Nbs) estables y potentes que se dirigen al dominio de unión al receptor (RBD) del pico del SARS-CoV-2 son terapias prometedoras”, resumieron en la publicación, para luego agregar que descubrieron que los RBD Nbs “son altamente resistentes a las variantes preocupantes”.

La determinación de microscopía crioelectrónica de alta resolución de ocho estructuras unidas a Nb revela múltiples epítopos neutralizantes potentes agrupados en tres clases: la clase I se dirige a los sitios de unión de ACE2 e interrumpe la unión del receptor del huésped. La clase II se une a epítopos altamente conservados y retiene la actividad contra las variantes preocupantes y RBD SARS-CoV, mientras que la clase III reconoce epítopos únicos que probablemente sean inaccesibles para los anticuerpos.

“Esta es la primera vez que alguien ha clasificado sistemáticamente nanocuerpos ultrapotentes en función de su estructura”, dijo el autor principal Yi Shi, Ph.D., profesor asistente de biología celular en Pitt. Y agregó: “Al hacer esto, no sólo proporcionamos detalles sobre los mecanismos que utilizan nuestros nanocuerpos para derrotar al SARS-CoV-2, sino que también revelamos direcciones sobre cómo diseñar terapias futuras”.

A fines del año pasado, Shi y su equipo habían anunciado que habían extraído fragmentos de anticuerpos del SARS-CoV-2 diminutos, pero extremadamente poderosos, de llamas , que podrían convertirse en terapias inhalables para prevenir y tratar el COVID-19. Desde entonces, los estudios preclínicos verificaron que los potentes nanocuerpos previenen y tratan el COVID-19 severo en hamsters, reduciendo las partículas de virus en sus vías respiratorias en un millón de veces en comparación con el placebo.

Ahora, en este último estudio, Shi se asoció con los biólogos estructurales de Pitt, Cheng Zhang, Ph.D., y James Conway, Ph.D., así como con farmacólogos, biólogos estructurales y bioquímicos de Case Western Reserve, para utilizar microscopía crioelectrónica de alta resolución para observe exactamente cómo los nanocuerpos interactúan con el virus SARS-CoV-2 para evitar que infecte las células y descubra cómo las mutaciones encontradas en las variantes pueden afectar las interacciones de los nanocuerpos.

“Se ha demostrado muchas veces que la microscopía crioelectrónica es una herramienta extremadamente útil para ver información estructural de alta resolución”, dijo el coautor principal Wei Huang, Ph.D., científico investigador en el Departamento de Farmacología de la Escuela Case Western Reserve de Medicamento. “Y los nanocuerpos son productos biológicos versátiles y estables que se pueden utilizar en otras investigaciones, como el cáncer”.

El equipo seleccionó ocho nanocuerpos potentes para un examen más detenido. Primero, confirmaron a través de observaciones que varios de los nanocuerpos funcionan contra Alpha (una variante asociada con el Reino Unido), Delta (que está asociada con India) y varias otras variantes de SARS-CoV-2 que son motivo de preocupación.

“La perspectiva de frenar la pandemia se basa en el desarrollo de vacunas y terapias eficaces que resistan las variantes circulantes actuales y futuras del SARS-CoV-2. Los Nb neutralizantes altamente selectivos y las formas Nb multivalentes representan algunos de los agentes antivirales más potentes que se han desarrollado hasta la fecha”, concluyeron los investigadores.

Dado que los nanocuerpos se pueden producir a bajo costo en grandes cantidades, podrían satisfacer la demanda mundial de terapias COVID-19.

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