Transmissionselektronmikrofotografi av SARS-CoV-2-viruspartiklar, isolerade från en patient. Bild tagen och färgförbättrad på NIAID Integrated Research Facility (IRF) i Fort Detrick, Maryland. Kredit:NIAID
Forskare vid University of Texas MD Anderson Cancer Center och Northwestern Medicine har identifierat naturliga extracellulära vesiklar som innehåller ACE2-proteinet (evACE2) i blodet hos patienter med covid-19 som kan blockera infektion från breda stammar av SARS-CoV-2-virus i prekliniska studier . Studien publicerades idag i Nature Communications .
evACE2 fungerar som lockbete i kroppen och kan fungera som ett läkemedel som ska utvecklas för att förebygga och behandla nuvarande och framtida stammar av SARS-CoV-2 och efterföljande coronavirus, rapporterar forskarna. När väl utvecklats som en terapeutisk produkt har evACE2 potential att gynna människor som en biologisk behandling med minimal toxicitet.
Studien är den första som visar att evACE2 är kapabla att bekämpa de nya SARS-CoV-2-varianterna med samma eller bättre effekt än att blockera den ursprungliga stammen. Forskarna fann att evACE2 finns i mänskligt blod som ett naturligt antiviralt svar. Ju allvarligare, desto högre nivåer av evACE2 detekteras i patientens blod.
"När en ny mutant stam av SARS-CoV-2 stiger, kan det ursprungliga vaccinet och de terapeutiska antikropparna förlora kraft mot alfa, beta, delta och den senaste, omicron", säger co-senior författare Huiping Liu, M.D., Ph.D. ., docent i farmakologi och medicin vid Northwestern University Feinberg School of Medicine. "Men det fina med evACE2 är dess superkraft när det gäller att blockera breda stammar av coronavirus, inklusive nuvarande SARS-CoV-2 och till och med framtida SARS-coronavirus från att infektera människor. Våra musstudier visar den terapeutiska potentialen hos evACE2 för att förhindra eller blockera SARS-CoV- 2 infektion när den levereras till luftvägarna via droppar."
evACE2 är små lipidbubblor i nanopartikelstorlek som uttrycker ACE2-proteinet, som handtag för viruset att ta tag i. Dessa vesiklar fungerar som lockbeten för att locka SARS-CoV-2-viruset bort från ACE2-proteinet på celler, vilket är hur viruset infekterar celler. Virusspikproteinet tar tag i evACE2 istället för cellulärt ACE2, vilket hindrar det från att komma in i cellen. När viruset väl har fångats kommer det antingen att sväva ofarligt runt eller rensas av en immuncell av makrofager. Det kan inte längre orsaka infektion.
"Nyckeluttaget från den här studien är identifieringen av naturligt förekommande extracellulära vesiklar i kroppen som uttrycker ACE2-receptorn på deras yta och fungerar som en del av det normala adaptiva försvaret mot virus som orsakar covid-19", säger medförfattaren Raghu. Kalluri, M.D., Ph.D., ordförande för cancerbiologi vid MD Anderson. "Med utgångspunkt från detta har vi upptäckt ett sätt att utnyttja detta naturliga försvar som en ny potentiell terapi mot detta förödande virus."
COVID-19-pandemin har förlängts och utmanats av ett ständigt föränderligt SARS-CoV-2-virus. En av de största utmaningarna är det rörliga målet för patogent coronavirus som ständigt utvecklas till nya virusstammar (varianter) med mutationer. Dessa nya virala stammar hyser olika förändringar i virusproteinet med höga infektionsfrekvenser och ökade genombrott på grund av vaccinineffektivitet och resistens mot terapeutiska monoklonala antikroppar.
"Våra studier visar att extracellulära vesiklar verkar för att neutralisera SARS-CoV-2-infektion och belyser potentialen för extracellulära vesiklar att spela en bredare roll i försvaret mot andra typer av infektioner som skulle kunna utnyttjas terapeutiskt", säger medförfattaren Kathleen McAndrews, Ph.D., postdoktor i cancerbiologi vid MD Anderson.
Northwestern och MD Anderson har ett patent på evACE2. Målet är att samarbeta med industripartners och utveckla evACE2 som en biologisk terapeutisk produkt (nässpray eller injicerade läkemedel) för förebyggande och behandling av COVID-19. Liu och en annan co-senior författare, Deyu Fang från patologi vid Northwestern, har bildat ett startup-företag, Exomira, för att ta detta patent och utveckla evACE2 som ett läkemedel.
"Det är fortfarande brådskande att identifiera nya terapier," sa Liu. "Vi tror att evACE2 kan möta utmaningarna och bekämpa breda stammar av SARS-CoV-2 och framtida framväxande coronavirus för att skydda immunförsvagade (minst 2,7 % av vuxna i USA), ovaccinerade (94 % i låginkomstländer och mer än 30 % i USA) och till och med vaccinerade från genombrottsinfektioner."
Ett team på mer än 30 författare samarbetade i detta arbete. De inkluderar fyra huvudförfattare Lamiaa El-Shennawy, Andrew Hoffmann och Nurmaa Dashzeveg, alla från Liu-labbet på Northwestern, och McAndrews från MD Andersons Kalluri Lab. + Utforska vidare
