Forskare vid Karolinska Institutet i Sverige har identifierat en liten neutraliserande antikropp, en så kallad nanobody, som har kapacitet att blockera SARS-CoV-2 från att komma in i mänskliga celler. Forskarna tror att denna nanobody har potential att utvecklas som en antiviral behandling mot COVID-19. Resultaten publiceras i tidskriften Naturkommunikation .

"Vi hoppas att våra resultat kan bidra till förbättringen av covid-19-pandemin genom att uppmuntra ytterligare undersökning av denna nanokropp som en terapeutisk kandidat mot denna virusinfektion, " säger Gerald McInerney, motsvarande författare och docent i virologi vid institutionen för mikrobiologi, Tumör- och cellbiologi vid Karolinska Institutet.

Jakten på effektiva nanokroppar – som är fragment av antikroppar som förekommer naturligt i kamelider och kan anpassas för människor – började i februari när en alpacka injicerades med det nya coronavirusets spikprotein, som används för att komma in i våra celler. Efter 60 dagar, blodprover från alpackan visade ett starkt immunsvar mot spikeproteinet.

Nästa, forskarna klonade, berikade och analyserade nanokroppssekvenser från alpackans B-celler, en typ av vita blodkroppar, för att avgöra vilka nanokroppar som var bäst lämpade för vidare utvärdering. De identifierade en, Ty1 (uppkallad efter alpackan Tyson), som effektivt neutraliserar viruset genom att fästa sig till den del av spikproteinet som binder till receptorn ACE2, som används av SARS-CoV-2 för att infektera celler. Detta hindrar viruset från att glida in i cellerna och förhindrar därmed infektion.

"Med hjälp av kryo-elektronmikroskopi, vi kunde se hur nanokroppen binder till den virala spiken vid en epitop som överlappar den cellulära receptorns ACE2-bindningsställe, ge en strukturell förståelse för den potenta neutraliseringsaktiviteten, säger Leo Hanke, postdoc i McInerney-gruppen och första författare till studien.

Nanokroppar erbjuder flera fördelar jämfört med konventionella antikroppar som kandidater för specifika terapier. De spänner över mindre än en tiondel av storleken på konventionella antikroppar och är vanligtvis lättare att producera kostnadseffektivt i skala. Kritiskt, de kan anpassas för människor med nuvarande protokoll och har en bevisad erfarenhet av att hämma virusinfektioner i luftvägarna.

"Våra resultat visar att Ty1 kan binda kraftigt till SARS-CoV-2 spikproteinet och neutralisera viruset, utan detekterbar aktivitet utanför målet, " säger Ben Murrell, biträdande professor vid institutionen för mikrobiologi, Tumör- och cellbiologi och medförfattare till publikationen. "Vi påbörjar nu prekliniska djurstudier för att undersöka den neutraliserande aktiviteten och den terapeutiska potentialen hos Ty1 in vivo."

Detta projekt är det första som kommer från CoroNAb-konsortiet, som koordineras av Karolinska Institutet, och finansieras av Europeiska unionens forsknings- och innovationsprogram Horisont 2020. Ytterligare medel för detta projekt erhölls från Vetenskapsrådet, och KI utvecklingskontor.

Sekvensen av Ty1 finns tillgänglig i den vetenskapliga artikeln och kommer också att publiceras på NCBI GenBanks sekvensdatabas under accessionskoden MT784731.