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Anticorpi NCS.1.x: Una Nuova Speranza Contro l'Influenza Aviaria

La ricerca ha scoperto promettenti anticorpi NCS.1.x per combattere i focolai di influenza aviaria.

Julia Lederhofer, Andrew J. Borst, Lam Nguyen, Rebecca A. Gillespie, Connor J. Williams, Emma L. Walker, Julie E. Raab, Christina Yap, Daniel Ellis, Adrian Creanga, Hyon-Xhi Tan, Thi H. T. Do, Michelle Ravichandran, Adrian B. McDermott, Valerie Le Sage, Sarah F. Andrews, Barney S. Graham, Adam K. Wheatley, Douglas S. Reed, Neil P. King, Masaru Kanekiyo

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La lotta contro La lotta contro l'Influenza Aviaria si intensifica dell'influenza aviaria. nella lotta contro le minacce Nuovi anticorpi sembrano promettenti
Indice

L'Influenza aviaria, spesso chiamata influenza degli uccelli, è un'infezione virale che colpisce principalmente gli uccelli ma può infettare anche gli esseri umani e altri animali. Tra i diversi tipi di influenza aviaria, il virus dell'influenza aviaria altamente patogena (HPAI) rappresenta la minaccia più significativa a causa del suo potenziale di causare malattie gravi e alti tassi di mortalità. Il virus H5N1 è un ceppo notevole di HPAI ed è stato associato a focolai sia negli polli che negli esseri umani. I focolai ricorrenti di questo virus evidenziano l'urgenza di prepararsi a potenziali pandemie.

L'importanza della preparazione alle pandemie

Il mondo non è nuovo alle pandemie e l'emergere dell'influenza aviaria è un promemoria di quanto sia importante essere pronti per eventi del genere. Le organizzazioni sanitarie e i ricercatori sono sempre alla ricerca di modi efficaci per combattere la minaccia rappresentata dai virus HPAI. Questo include l'identificazione di contromisure mediche, come vaccini e trattamenti, che possano aiutare a proteggere contro questi virus.

Una delle strategie in fase di studio prevede l'uso di anticorpi ampiamente neutralizzanti (bnAbs). Gli anticorpi sono proteine prodotte dal sistema immunitario che aiutano a combattere le infezioni. Nel caso dell'influenza, i ricercatori mirano a sviluppare anticorpi in grado di neutralizzare un'ampia gamma di virus influenzali, fornendo così una protezione migliore.

La sfida di trovare anticorpi efficaci

Nella ricerca di anticorpi efficaci contro l'influenza aviaria, i ricercatori si sono concentrati su parti specifiche del virus dove gli anticorpi possono legarsi, chiamate epitopi. La proteina emagglutinina (HA) sulla superficie del virus è uno di questi bersagli. Sfortunatamente, i primi tentativi di creare bnAbs che mirano a HA hanno mostrato risultati variabili, con alcuni anticorpi che si sono rivelati meno efficaci del previsto.

Uno di questi anticorpi, noto come VIR-2482, era particolarmente promettente ma non ha mostrato il livello di protezione atteso in una sperimentazione clinica. Questo ostacolo ha incoraggiato gli scienziati a considerare altri bersagli sul virus.

Scoprire nuovi bersagli virali

Un'altra proteina chiave trovata nel virus dell'influenza aviaria è la Neuraminidasi (NA). Questa proteina gioca un ruolo cruciale nell'aiutare il virus a diffondersi da una cellula all'altra. Inibendo la NA, i ricercatori possono potenzialmente limitare la capacità del virus di replicarsi e causare malattia.

Diversi inibitori della NA, tra cui oseltamivir e zanamivir, hanno dimostrato di essere efficaci contro diversi ceppi di influenza. Questi inibitori bloccano la proteina NA, impedendo al virus di uscire dalle cellule infette. Questo ha portato i ricercatori a esplorare il potenziale di anticorpi che mirano alla proteina NA come un modo per fornire una protezione ampia.

L'ascesa degli anticorpi ampiamente neutralizzanti contro la neuraminidasi

Studi recenti hanno identificato anticorpi monoclonali in grado di colpire la proteina NA. Questi anticorpi hanno dimostrato di avere una buona ampiezza di attività contro diversi ceppi di influenza. Ad esempio, un Anticorpo monoclonale chiamato 1G01 ha mostrato di legarsi efficacemente al sito catalitico altamente conservato della NA.

Questi anticorpi non solo bloccano l'attività enzimatica del virus, ma dimostrano anche la capacità di proteggere contro vari ceppi di influenza in laboratorio. La loro ampia reattività significa che potrebbero servire come strumenti preziosi nella lotta contro l'influenza stagionale e pandemica.

Il ruolo del design computazionale nello sviluppo degli anticorpi

Un approccio innovativo per migliorare la scoperta degli anticorpi è stato l'uso del design computazionale. I ricercatori hanno creato forme stabilizzate della proteina NA, chiamate proteine neuraminidasi stabilizzate (sNAps). Questi sNAps mantengono una struttura stabile che rappresenta il virus, rendendoli ideali per studiare come gli anticorpi interagiscono con la NA.

Utilizzando questi sNAps, i ricercatori possono identificare e caratterizzare nuovi anticorpi che hanno il potenziale di fornire protezione contro diversi ceppi di influenza. Questo ha permesso loro di identificare un gruppo di anticorpi che colpiscono efficacemente la proteina NA.

Caratterizzare nuovi anticorpi

In un recente sforzo, i ricercatori hanno isolato un insieme di anticorpi noti come NCS.1.x che colpiscono le proteine NA del sottotipo di gruppo 1. Analizzando questi anticorpi utilizzando tecniche di imaging avanzate, sono riusciti a comprendere come questi anticorpi si legano alla proteina NA.

La criomicroscopia elettronica ha rivelato che due di questi anticorpi, NCS.1 e NCS.1.1, si legano a un sito conservato nella proteina NA. Questo legame coinvolge un'interazione specifica facilitata da molecole d'acqua, che aiutano a stabilizzare le connessioni tra gli anticorpi e la proteina virale.

Queste interazioni imitano il modo in cui il virus si lega al suo substrato naturale, l'acido sialico. Questa imitazione è un trucco ingegnoso che consente agli anticorpi di "ingannare" il virus e impedirgli di funzionare correttamente.

La reattività ampia degli anticorpi NCS.1.x

Gli anticorpi NCS.1.x hanno mostrato un'ampia capacità di riconoscere diverse proteine NA. Non solo sono stati efficaci contro il sottotipo N1, ma hanno anche dimostrato reattività verso altri sottotipi come N2 e persino ceppi di influenza B. Questa ampia reattività suggerisce che questi anticorpi potrebbero essere sviluppati in trattamenti efficaci contro una gamma di virus influenzali.

Testare la funzionalità degli anticorpi in laboratorio

Una volta identificati e caratterizzati gli anticorpi NCS.1.x, i ricercatori dovevano valutare quanto bene funzionassero in laboratorio. Hanno condotto vari test per valutare la capacità di questi anticorpi di inibire l'attività delle proteine NA.

Uno dei metodi utilizzati è stato l'assay di inibizione della replicazione dell'influenza basato su NA (IRINA). Questo assay misura quanto bene gli anticorpi bloccano l'attività della NA sulla superficie delle cellule infette. Gli anticorpi NCS.1.x hanno mostrato un'attività robusta contro i virus H1N1 e H5N1, supportando l'idea che potrebbero fungere da agenti terapeutici efficaci.

In aggiunta all'IRINA, i ricercatori hanno utilizzato un altro assay chiamato assay di lectina legata agli enzimi (ELLA) per valutare ulteriormente le capacità degli anticorpi. Questo assay verifica se gli anticorpi possono impedire alla NA di scindere l'acido sialico da una glicoproteina sialilata. Anche in questo caso, gli anticorpi NCS.1.x hanno performato bene, dimostrando il loro potenziale per un'azione antivirale efficace.

Test in vivo degli anticorpi nei topi

Dopo aver mostrato promesse in laboratorio, il passo successivo è stato valutare l'efficacia degli anticorpi NCS.1.x negli organismi viventi, specificamente nei topi. I ricercatori hanno somministrato gli anticorpi ai topi prima di infettarli con vari ceppi di influenza.

I risultati sono stati incoraggianti. Gli anticorpi NCS.1.x hanno fornito un'ottima protezione contro l'H1N1, con i topi che mostrano una perdita di peso minima e tassi di sopravvivenza paragonabili agli anticorpi di controllo positivi. Nel caso dei ceppi di influenza B e H5N1, anche gli anticorpi NCS.1.x hanno conferito una protezione significativa, illustrando il loro potenziale come agenti terapeutici.

Il potenziale degli anticorpi NCS.1.x nella lotta contro i focolai di H5N1

Data la preoccupazione globale in corso riguardo ai focolai di H5N1, l'efficacia degli anticorpi NCS.1.x contro questo ceppo è particolarmente notevole. I ricercatori hanno testato questi anticorpi contro virus H5N1 recenti provenienti da casi umani e hanno scoperto che fornivano un'inibizione e protezione efficace in laboratorio.

Questo suggerisce che gli anticorpi NCS.1.x potrebbero svolgere un ruolo cruciale nel controllare futuri focolai di H5N1 e prevenire la diffusione di ceppi altamente patogeni. La capacità di questi anticorpi di agire contro virus così pericolosi potrebbe essere un significativo alleato nel toolkit della salute globale.

Implicazioni per futuri trattamenti contro l'influenza

I risultati sugli anticorpi NCS.1.x e le loro potenziali applicazioni hanno importanti implicazioni per i futuri trattamenti contro l'influenza. La loro ampia reattività e le forti capacità protettive indicano che questi anticorpi potrebbero essere sviluppati in terapie efficaci per popolazioni ad alto rischio, specialmente durante i focolai di ceppi gravi del virus.

Lo sviluppo di anticorpi che colpiscono sia le proteine HA che NA potrebbe offrire un approccio doppio alla prevenzione dell'influenza. Tali strategie potrebbero aiutare a mitigare i rischi associati all'evoluzione virale rapida e all'emergere di ceppi resistenti.

Conclusione

In sintesi, la ricerca in corso sull'influenza aviaria e lo sviluppo di anticorpi efficaci evidenziano l'importanza di essere pronti per potenziali pandemie. Gli anticorpi NCS.1.x, con la loro capacità di colpire efficacemente la proteina NA, rappresentano un'opportunità promettente per la prevenzione e il trattamento dell'influenza.

Man mano che i ricercatori continuano ad esplorare e ampliare la nostra comprensione di questi anticorpi, il potenziale per strategie di vaccinazione e terapeutiche efficaci diventa sempre più chiaro. Con vigilanza e innovazione costanti, la comunità della salute globale può lavorare verso un futuro in cui le minacce poste dall'influenza siano gestite meglio, mantenendo sia le persone che gli uccelli al sicuro.

E ricordate, amici, quando si tratta di virus, la prevenzione è sempre meglio di una cura. Proprio come evitare quel buffet discutibile in un ristorante di granchio all-you-can-eat! State al sicuro, state in salute e continuate a lavarvi le mani!

Fonte originale

Titolo: Structural Convergence and Water-Mediated Substrate Mimicry Enable Broad Neuraminidase Inhibition by Human Antibodies

Estratto: Influenza has been responsible for multiple global pandemics and seasonal epidemics and claimed millions of lives. The imminent threat of a panzootic outbreak of avian influenza H5N1 virus underscores the urgent need for pandemic preparedness and effective countermeasures, including monoclonal antibodies (mAbs). Here, we characterize human mAbs that target the highly conserved catalytic site of viral neuraminidase (NA), termed NCS mAbs, and the molecular basis of their broad specificity. Cross-reactive NA-specific B cells were isolated by using stabilized NA probes of non-circulating subtypes. We found that NCS mAbs recognized multiple NAs of influenza A as well as influenza B NAs and conferred prophylactic protections in mice against H1N1, H5N1, and influenza B viruses. Cryo-electron microscopy structures of two NCS mAbs revealed that they rely on structural mimicry of sialic acid, the substrate of NA, by coordinating not only amino acid side chains but also water molecules, enabling inhibition of NA activity across multiple influenza A and B viruses, including avian influenza H5N1 clade 2.3.4.4b viruses. Our results provide a molecular basis for the broad reactivity and inhibitory activity of NCS mAbs targeting the catalytic site of NA through substrate mimicry.

Autori: Julia Lederhofer, Andrew J. Borst, Lam Nguyen, Rebecca A. Gillespie, Connor J. Williams, Emma L. Walker, Julie E. Raab, Christina Yap, Daniel Ellis, Adrian Creanga, Hyon-Xhi Tan, Thi H. T. Do, Michelle Ravichandran, Adrian B. McDermott, Valerie Le Sage, Sarah F. Andrews, Barney S. Graham, Adam K. Wheatley, Douglas S. Reed, Neil P. King, Masaru Kanekiyo

Ultimo aggiornamento: 2024-12-03 00:00:00

Lingua: English

URL di origine: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.27.625426

Fonte PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.11.27.625426.full.pdf

Licenza: https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/

Modifiche: Questa sintesi è stata creata con l'assistenza di AI e potrebbe presentare delle imprecisioni. Per informazioni accurate, consultare i documenti originali collegati qui.

Si ringrazia biorxiv per l'utilizzo della sua interoperabilità ad accesso aperto.

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