Исследователи UCI разрабатывают технологию быстрой генерации антител

UCI researchers develop rapid antibody generation technology0

Стив Зилиус / UCI Стив Зилиус/UCI

Алон Уэллнер, аспирант лаборатории Чанг Лю, доцент кафедры биомедицинской инженерии UCI, является частью проекта, направленного на ускорение лечения COVID-19 и других вирусных инфекций путем использования быстрой и эффективной генерации антител в дрожжевых клетках.


Newswise-Irvine, California, Dec. 7, 2020 — используя тот же штамм дрожжей, который ферментирует вино и заставляет тесто подниматься, команда исследователей во главе с Калифорнийским университетом, Ирвином и Гарвардской Медицинской школой разработала технологию in vitro, которая может быстро гипермутировать антитела. Новая технология генерирует антитела быстрее, чем иммунная система животных, и лучше, чем современные синтетические методы, предоставляя исследователям инструменты для разработки исключительно мощных агентов, включая терапевтических кандидатов, нацеленных на SARS-CoV-2.

В исследовании, опубликованном в качестве препринта на BioRxiv.org команда UCI/HMS создала систему генерации синтетических антител под названием autonomous hypermutation yeast surface display, получившую название AHEAD. Они продемонстрировали мощь своей системы в ряде экспериментов.

“Наша самая яркая демонстрация AHEAD заключалась в том, что мы использовали его для получения мощных нейтрализующих нанотел против SARS-CoV-2 всего за полторы-три недели непрерывного времени”,-сказал соавтор исследования Чанг Лю, адъюнкт-профессор биомедицинской инженерии в Инженерной школе Самуэли Университета Калифорнии.

Высококачественные антитела считаются волшебными пулями в биологии, потому что они специфически связываются и способствуют элиминации чужеродных веществ, называемых антигенами. В результате антитела являются критическими агентами в исследованиях и диагностике, являются основой для множества новых методов лечения – в том числе для COVID-19 – и представляют собой быстро растущий класс лекарств, объем продаж которых в 2017 году составил 100 миллиардов долларов.

Однако создать собственное антитело, способное связываться с желаемым целевым антигеном, непросто. В настоящее время преобладающим подходом к выработке антител остается иммунизация животных, которая обычно является медленным и дорогостоящим процессом, страдающим от проблем в области благополучия животных.

Несмотря на то, что были разработаны синтетические системы без животных для получения антител против собственных антигенов, иммунные системы животных по-прежнему предпочтительны, поскольку они применяют исключительно мощный эволюционный процесс, называемый соматической гипермутацией, который постепенно улучшает способность антител связываться с антигенами, достигая со временем высокоэффективных антител.

В настоящее время синтетические системы с трудом имитируют этот процесс соматической гипермутации. AHEAD обновляет генерацию синтетических антител, повторяя гипермутацию внутри дрожжей, используя непрерывную эволюционную систему под названием OrthoRep, которую лаборатория Лю впервые разработала за последние несколько лет.

«Преимущество AHEAD заключается в том, что слабые антитела против интересующего антигена будут автоматически становиться все лучше и лучше по мере того, как мы проходим то, что мы называем циклами AHEAD, каждый из которых просто требует выращивания и сортировки дрожжевых клеток и поэтому очень быстр и эффективен”, — сказал Лю.

Исследователи применили его для создания нанотел против нескольких мишеней, включая s-белок SARS-CoV-2, который облегчает проникновение вируса в клетки. Полученные нанотела достигли высокого сродства благодаря множественным мутациям в течение трех-восьми циклов вперед, что привело к огромному улучшению их способности связываться с SARS-CoV-2. При тестировании на способность подавлять инфекцию в клеточном анализе нанотела оказались очень сильными.

Исследователи полагают, что это будет важным оружием в продолжающейся борьбе с SARS-CoV-2 и будущими вирусными вспышками.

“Если SARS-CoV-2 эволюционирует таким образом, что ускользает от нынешних терапевтических кандидатов на антитела, мы должны быть в состоянии разработать новых кандидатов менее чем за две недели, чтобы блокировать варианты побега”,-сказал Алон Уэллнер, соавтор работы и постдокторант в группе Лю.

Кроме того, поскольку для этого требуется просто выращивать и сортировать клетки, практически любая биологическая лаборатория сможет применить эту технологию (патент подан). «У AHEAD есть потенциал трансформировать разработку антител во всех областях биомедицины, сделав генерацию антител более быстрой, дешевой и эффективной”, — сказал Лю.

В дополнение к Лю и Уэллнеру в исследовательскую группу вошли Джонатан Р. Клементс, Кианна М. Нгуен и мин Х. Хо из UCI; Эндрю Круз (соавтор главного исследователя), Конор Макмахон (соавтор первого автора), Морган С. А. Гилман, Сара Кларк, Юнг-Ын шин, Аарон Г. Шмидт, Дебора С. Маркс и Джонатан Абрахам из Гарвардской Медицинской школы; Джаред Фельдман, Блейк М. Хаузер и Тимоти М. Карадонна из Института Рагона; и Лаура М. Винглер из Медицинского центра Университета Дьюка.

Финансирование исследований осуществлялось Национальными институтами здравоохранения, фондом Гордона и Бетти Мур и фондом фундаментальных, трансляционных и клинических исследований UCI COVID-19.

О Калифорнийском университете в Ирвине: основанный в 1965 году, UCI является самым молодым членом престижной ассоциации американских университетов. Кампус произвел на свет трех нобелевских лауреатов и известен своими академическими достижениями, лучшими исследованиями, инновациями и талисманом муравьеда. Возглавляемый канцлером Говарда Гилмана, ККИ имеет более чем 36 000 студентов и предлагает 222 программы степени. Он расположен в одном из самых безопасных и экономически активных сообществ в мире и является вторым по величине работодателем округа Ориндж, ежегодно внося 5 миллиардов долларов в местную экономику. Для получения дополнительной информации об UCI посетите сайт www.uci.edu-да.

Доступ к средствам массовой информации: радиопрограммы/станции могут за дополнительную плату использовать линию ISDN на территории кампуса для интервью с преподавателями и экспертами UCI, при условии наличия свободных мест и одобрения университета. Для получения дополнительной информации о UCI посетите сайт news.uci.edu. Дополнительные ресурсы для журналистов можно найти по адресу communications.uci.edu/for-journalists.

  • Твит
  • Поделиться 0
  • Reddit
  • +1
  • LinkedIn 0
  • Электронная почта

 

ПРИМЕЧАНИЕ ДЛЯ РЕДАКТОРОВ: ФОТО ДОСТУПНО ПО АДРЕСУ
https://news.uci.edu/2020/12/07/uci-researchers-develop-rapid-antibody-generation-technology

СМ. ОРИГИНАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Коронавирус-2