Nanotijela – antitijelima slični proteini prisutni kod Lama (Lama glama L.) i srodnih vrsta, predstavljaju fragmente antitijela, i sastoje se od jedinstvenog, monomernog, varijabilnog domena antitijela. Mogu se dobiti imunizacijom kamila, lama i srodnih vrsta, ciljanim antigenom, a onda izolovanjem mRNA koja kodira teške lance antitijela. Potom se ona koristi za sintezu željenih nanotijela metodama poput EASeL koje kombinuju PCR ekstenziju, sklapanje i samoligaciju. Izolovani u jednoj Belgijskoj laboratoriji kasnih 80-ih godina prošlog vijeka, fascinirali su naučnike do današnjih dana. Ipak, malo ko je mogao predvidjeti da bi upravo ovi molekuli mogli postati inspiracija za kreiranje metoda za efikasnu kontrolu širenja visokozaraznog patogena poput Sars-CoV II virusa – izazivača COVID19.

Pandemija COVID19 uzdrmala je svjetske medicinske sisteme i logistiku rapidno mijenjajući ustaljene načine funkcionisanja civilzacije. U iščekivanju vakcine lična zaštitna oprema (PPE) je uz socijalno i fizičko distanciranje predstavljena kao jedini „lijek“. Pa opet, lična zaštitna oprema (PPE) može biti nedostupna značajnom procentu stanovništva (posebno zemalja u razvoju), nije je jednostavno pravilno koristiti a može i prilično smetati u obavljanju određenih poslova i aktivnosti.

Kad bi samo postojala zaštita u vidu aerosola koja u par (ili samo jednom) nanošenja tokom dana efikasno štiti od infekcije, dakle kao neka vrsta molekularne ili nano lične zaštitne opreme. Naučnici sa univerziteta u San Francisku (UCSF) su otkrili nešto baš takvo i to inspirisano strukturom i aktivnošću nanotijela Lama, Kamila i srodnih vrsta. Predvođenim UCSF diplomcem; Michael Schoof-om, tim biohemičara, virologa, ćelijskih i strukturalnih biologa dizajnirali su potpuno sintetički, za prozvodnju- spreman molekul koji inhibra alate kojima se Sars-Cov II virus služi prilikom invazije ćelije. Tzv. „šiljak (eng. spike) proteini“, oko 25 njih prisutnih na svakom primjerku Sars-Cov II su esencijalni za interakciju virusa sa ACE2 (angiotenzin konvertujući enzim 2) enzimom/receptorom na površni ljudskih ćelija pluća (iako prisutan kod ćelija drugih organa poput srca, bubrega, intenstinuma…). Kada se neki od ovih šiljak proteina aktivira, njegova 3 receptor-vezujuća domena (RBD) se „ogole“, pripreme za vezivanje za ACE2 po principu ključ i brava, a onda injektiraju sadržaj i započinju replikaciju u domaćinskoj ćeliji.

Sintetička nanotijela koja je ovaj tim naučnika, kroz mukotrpan proces dizajnirao, zaustavljaju proces infekcije upravo blokirajući opisani mehanizam.

Od preko 2 biliona kandidata – sintetičkih nanotijela – iz biblioteke podataka koje je sačinio jedan od izumitelja Dr. Aashih Manglik, pronađeno je njih 21 koja su sprječavala aktiviranje šiljak proteina virusa da interaguju sa ACE2 receptorima. Doktor Veronica Rezelj, virolog sa Pasterovog Univerziteta u Parizu, testirala je tri najpotentnija nanotijela i pronašla da su izuzetno efikasni u prevenciji infekcije čak i u veoma malim dozama. Ne samo da su nanotijela „prepokrivala“ (u vidu svojevrsnog omotača) RBD aktiviranih šiljak proteina, već su ih i poput stege zadržavali u inaktiviranoj formi nakon toga, ostvarujući tako dvostruku zaštitu.

Zatim su naučnici sa UCSF ovakva, dvostruko-efikasna tijela, unaprijedili metodama molekularne genetike i biotehnologije. Dizajnirali su i jednu vrstu molekularnog lanca koji vezuje po tri nanotijela u jedinstven sistem, tako da isti može pokriti, inaktivirati i posljedično inhibirati po 3 receptor vezujuća domena (RBD) koliko svaki funckionalni spike protein SarsCov II virusa nosi. Pronašli su da je antiviralno djestvo ovakvog sistema 200 000 puta snažnije nego dejstvo pojedinačnog nanotijela.

Konačno su, zatim, naučnici  podvrgli ovakve sisteme nanotijela testovima opterećenja izlažući ih visokim temperaturama, prevodeći ih ili u prah ili u aerosol, što su inače koraci proizvodnih  procesa koji oštećuju i deaktiviraju proteinske molekule. Pronašli su da u aeroslonoj formi, koju su prigodno nazvali AeroNabs (složenica od „aero“ iz „aerosol“ i „nabs“ što je skraćenica od eng. „nanobodies“ – dakle nanotijela), ova nanotijela nisu izgubila ništa od svog antiviralnog potencijala.

A njihov antiviralni potencijal je impresivno veliki. Dr. Peter Walter Prof. Biohemije i biofizike sa UCSF-a i jedan od izumitelja to opisuje ovako: „Daleko efikasniji nego nosive verzije lične zaštitne opreme, mi smatramo AeroNabs; molekularnom verzijom PPE, koja može poslužiti kao važna kočnica za COVID19 dok vakcine ne omoguće trajno rješenje.“

Prenosivost, dostupnost, nisak cijena i pragmatičnost predstavljaju prednosti ovakve (bio)tehnologije, pa je ovaj tim naučnik a  već u pregovorima sa komercijalnim partnerima zainteresovanim za masovnu distribuciju i proizvodnju AeroNabs-a, u vidu stabilnog, dugotrajnog, bez-recepta dostupnog nazalnog aerospreja. Dr. Aashis Maglik zaključuje: „Ako se AeroNabs pokaže onoliko efikasnim koliko očekujemo da hoće, on može pomoći da se potpuno promijeni pravac napredovanja pandemije svuda u svijetu.“

AeroNabs-u predstoje in-vivo, klinička testiranja na ljudima. Već se može jednostavno proizvoditi pomoću genetički modifikovanih mikroorganizama, na način na koji se između ostalog proizvodi većina Insulina za ljudsku upotrebu.

Pomalo je poetski ironično, da je ovakvo otkriće inspirisano nanotijelima Kamila (između ostalog), inače prenosnim domaćinom i rezervoarom MERS (Bliskoistočnog respiratornog sindroma) koji je takođe izazvan jednim Corona virusom iz porodice Coronaviridae.

 

Priredio: Vlaović Milorad

Izvor: UCSF

https://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2020/09/COVID.jpghttps://naucnenovosti.me/wp-content/uploads/2020/09/COVID-150x150.jpgadminMedicinaCOVID19,nanotijela,proteiniNanotijela - antitijelima slični proteini prisutni kod Lama (Lama glama L.) i srodnih vrsta, predstavljaju fragmente antitijela, i sastoje se od jedinstvenog, monomernog, varijabilnog domena antitijela. Mogu se dobiti imunizacijom kamila, lama i srodnih vrsta, ciljanim antigenom, a onda izolovanjem mRNA koja kodira teške lance antitijela. Potom se...Naučne Novosti