Метод химиков показывает, нейтрализуют ли антитела SARS-CoV-2 | Новости Массачусетского технологического института

Антитела, которые могут обезвредить вирус, известные как нейтрализующие антитела, являются ключом к способности организма бороться с инфекцией. Химики Массачусетского технологического института придумали новый способ выявления этих нейтрализующих антител в образце крови, анализируя, как антитела взаимодействуют с молекулами сахара, обнаруженными на поверхности вирусного белка.

Новый тест может помочь выявить, есть ли у кого-то нейтрализующие антитела против таких вирусов, как SARS-CoV-2, вирус, на котором исследователи сосредоточились в своем исследовании. Нейтрализующие антитела, которые могут образовываться в результате вакцинации или перенесенной инфекции, обеспечивают защиту от инфекций в будущем.

«Этот тип анализа можно использовать для проверки того, действительно ли пациенты защищены вакцинами или нет», — говорит Лаура Кисслинг, профессор химии Novartis в Массачусетском технологическом институте и старший автор исследования. бумага. «Если кто-то находится в группе высокого риска, было бы очень хорошо иметь возможность быстро определить, есть ли у него нейтрализующие антитела».

По словам Кисслинга, этот метод, в котором используется общее оборудование, уже используемое во многих биохимических лабораториях, также может помочь исследователям определить, насколько хорошо современные вакцины могут защитить от новых вариантов SARS-CoV-2.

Бывший постдоктор Массачусетского технологического института Майкл Вуо и научный сотрудник Массачусетского технологического института Аманда Дуган являются ведущими авторами статьи, которая опубликована сегодня в журнале с открытым доступом. Центральная наука ACS.

Нейтрализовать или нет?

Большинство вакцин против SARS-CoV-2 нацелены на спайковый белок вируса, который вирус использует для проникновения в клетки-хозяева через рецептор ACE2. Как и большинство белков, обнаруженных на вирусных оболочках, шиповидный белок сильно покрыт сахарными цепочками, которые свисают с белка.

Кислинг, чья лаборатория изучает, как белки взаимодействуют с углеводами на клеточной поверхности, задался вопросом, возможно ли создать «отпечатки пальцев» различных антител, основываясь на том, как они взаимодействуют с молекулами сахара, обнаруженными в вирусном белке, таком как атипичная пневмония. Спайковый белок CoV-2.

«Чтобы определить, нейтрализует антитело или нет, обычно приходится проводить относительно сложный набор анализов», — говорит Кисслинг. «Вы должны проверить, блокирует ли антитело вирус от заражения клеток. Мы подумали, что если мы сможем разработать этот отпечаток пальца, то сможем гораздо быстрее идентифицировать нейтрализующие антитела».

Для этого исследователи создали набор коммерчески доступных лектинов (белков, которые связываются с углеводами), взятых из различных организмов, в основном растений и бактерий. Лектины, которые обычно участвуют в таких функциях, как межклеточные взаимодействия и иммунные реакции, связываются с молекулой сахара на самом конце сахарной цепи, когда она свисает с белка.

Когда исследователи подвергают шиповидный белок SARS-CoV-2 воздействию этих лектинов, каждый лектин присоединяется к определенному подмножеству молекул сахара, обнаруженных на белке. Затем исследователи добавляют сыворотку, содержащую антитела против SARS-CoV-2. Если антитела обладают высоким сродством к шиповидному белку, они вытесняют уже находящиеся там лектины.

Каждое антитело вытесняет другой набор лектинов, в зависимости от его специфичности связывания, и это вытеснение можно измерить с помощью лабораторного теста, известного как анализ ферментативно-связанных лектинов (ELLA). Проанализировав, вытесняло ли каждое антитело 28 различных лектинов, связанных с шиповидным белком, исследователи смогли определить закономерности вытеснения лектинов, создав характерный «отпечаток пальца» для каждого антитела.

Исследователи сначала определили отпечатки пальцев для антител, которые, как уже было известно, либо нейтрализуют, либо не нейтрализуют. Затем они проверили образцы крови пациентов и смогли определить, нейтрализуют ли антитела из этих образцов, сравнив их с отпечатками пальцев, полученными с помощью известных нейтрализующих антител.

«Глядя на различные образцы, мы могли видеть, что нейтрализующие антитела попадают в другую категорию, чем ненейтрализующие антитела», — говорит Кисслинг.

Профили антител

Используя этот анализ, исследователи также смогли классифицировать антитела в зависимости от того, были ли они получены от людей, получивших вакцину Moderna Covid-19 или вакцину Pfizer Covid-19, каждая из которых нацелена на немного разные последовательности вирусной РНК.

Исследователи подали заявку на патент на технологию, которая, как они надеются, может быть разработана для проведения экспресс-тестов в кабинете врача для определения профиля антител у отдельных пациентов.

По словам Кисслинга, этот метод потенциально может быть адаптирован для выявления нейтрализующих антител против новых вариантов SARS-CoV-2 или других болезнетворных вирусов. Теперь, когда у исследователей есть панель лектинов, которые можно использовать для теста, им просто нужно будет повторно провести анализ с антителами, которые, как известно, нейтрализуют и не нейтрализуют, чтобы они могли определить правильный отпечаток для этих антител. .

«Мы могли бы использовать одну и ту же панель лектинов для всех вызывающих озабоченность вариантов SARS-CoV-2», — говорит Кисслинг. «Это может быть полезно для любых новых вирусов, если они имеют вирусную оболочку».

Среди других авторов статьи Мелани Халим, Блейк Хаузер, Джаред Фельдман, Тимоти Карадонна, Шутинг Чжан, Лорен Пепи, Кэролайн Атьео, Стефани Фишингер, Галит Альтер, Вильфредо Гарсия-Бельтран, Парасту Азади, Деб Хунг и Аарон Шмидт.

Исследование финансировалось Национальным институтом рака, Национальным институтом аллергии и инфекционных заболеваний, Центром информатики микробиома Массачусетского технологического института, Массачусетским консорциумом по подготовке к патогенезу, Национальным институтом общей медицины и GlycoMIP, Национальным научным фондом инноваций в области материалов. Платформа.