Nuevo tratamiento para la COVID

Los virus, incluido el SARS-CoV-2, utilizan un amplio arsenal para ayudarles a evadir hábilmente el sistema inmunológico, proliferar y causar enfermedades. Entre sus formidables armas está la capacidad de mutar incesantemente, desarrollando nuevas variantes que las defensas naturales o inducidas por vacunas del cuerpo no pueden combatir.

En una nueva investigación, Shawn Chen, investigador del Centro de Biodiseño de Inmunoterapia, Vacunas y Viroterapia y de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad Estatal de Arizona, describe una terapia innovadora para COVID-19. El método destacado en el estudio utiliza la expresión transitoria en plantas de tabaco para desarrollar y producir un anticuerpo monoclonal o mAb. La ventaja crucial de la terapia es que puede proteger contra el COVID-19, incluso cuando el virus intenta evadir la detección inmune mediante una mutación. El nuevo coronavirus SARS CoV-2 es responsable de la pandemia mundial de COVID-19. En un nuevo estudio, que adorna la portada del Plant Biology Journal, se describe una nueva forma de terapia con anticuerpos monoclonales para tratar la enfermedad. Gráfico de Jason Drees Descargar imagen completa

El tratamiento podría ser particularmente útil para pacientes de edad avanzada y personas con sistemas inmunológicos comprometidos que son altamente vulnerables al SARS-CoV-2 y sus variantes emergentes. La nueva terapia también podría sumarse a las terapias existentes para la COVID-19, mejorando significativamente su protección. Además, el uso de plantas para producir productos terapéuticos ofrece varias ventajas sobre los métodos convencionales, incluido el costo reducido, la seguridad y la velocidad de desarrollo.

Los primeros anticuerpos monoclonales se desarrollaron en la década de 1970 para combatir el cáncer. Desde entonces, han sido diseñados para combatir una amplia gama de enfermedades y son una herramienta poderosa en la lucha contra el nuevo coronavirus que causa el COVID-19.

Si bien existen cuatro clases de anticuerpos monoclonales, casi todas las terapias exitosas con mAb para COVID-19 se han basado en la clase 1 o 2. La nueva terapia, un mAb de clase 4, ofrece algunas ventajas clave sobre los tratamientos existentes.

“Este tratamiento con anticuerpos monoclonales es en su mayor parte resistente a las mutaciones y neutraliza varias variantes, incluidas las Omicrons. Esto proporciona un candidato terapéutico para luchar contra nuevas mutaciones del virus COVID-19”, afirma Chen. "El enfoque proporciona un cóctel universal para impulsar las terapias aprobadas con autorización de uso de emergencia para el tratamiento de COVID-19, especialmente las variantes actuales y futuras que son resistentes al tratamiento actual con anticuerpos monoclonales".

Debido a que la investigación describe un mecanismo de acción diferente de los anticuerpos monoclonales, también avanza en el conocimiento básico de cómo funcionan los mAb contra la infección por SARS-CoV-2.

La nueva investigación ha sido seleccionada para la portada del número actual de Plant Biology Journal.

Shawn Chen es investigador del Centro de Biodiseño de Inmunoterapia, Vacunas y Viroterapia y de la Facultad de Ciencias de la Vida de la Universidad Estatal de Arizona.

Douglas Lake, investigador del Centro de Biodiseño Virginia G. Piper para Diagnóstico Personalizado, el Centro de Biodiseño para Inmunoterapia, Vacunas y Viroterapia y profesor asociado de la Facultad de Ciencias de la Vida de ASU, también colaboró ​​en la fase inicial del proyecto.

Durante la infección por COVID-19, la proteína de pico del virus se fusiona con un receptor en la superficie de la célula, conocido como ACE2. La unión del virus a ACE2 es un paso crucial en el proceso de entrada viral a las células huésped, y esta interacción es el objetivo de muchas terapias antivirales, incluida la mayoría de los anticuerpos monoclonales.

El sitio de unión de ACE2 está altamente conservado entre las diferentes variantes del SARS-CoV-2, aunque pueden ocurrir mutaciones en esta región que pueden afectar la capacidad del virus para ingresar a las células y su éxito para frustrar las vacunas o terapias diseñadas para atacarlas.

El receptor ACE2 se expresa en varios tejidos del cuerpo, incluidos los pulmones, el corazón, los riñones y los intestinos, lo que puede contribuir a los diversos síntomas y complicaciones asociados con el COVID-19.

Los anticuerpos monoclonales son moléculas fabricadas en laboratorio que pueden imitar la capacidad del sistema inmunológico para combatir patógenos, incluido el SARS-CoV-2 y otros virus. Están diseñados para unirse específicamente a una proteína o antígeno diana, que en el caso del SARS-CoV-2, suele ser el dominio de unión al receptor de la proteína de pico en la superficie viral.

Al bloquear la entrada del virus a las células humanas, reducir la carga viral y activar el sistema inmunológico para combatir la infección, los anticuerpos monoclonales pueden ayudar a reducir la gravedad de la COVID-19. Los mAb de clase 1 y 2, que ahora se usan comúnmente contra el COVID-19, son muy potentes y pueden neutralizar una variante específica del virus al atacar el dominio de unión al receptor de la proteína de pico del SARS-CoV-2. Sin embargo, el virus a veces puede superar estas terapias.

Una forma en que el SARS-CoV-2 puede lograr esto es modificando el dominio de unión al receptor ACE2 de la proteína de pico mediante una mutación. El efecto de estas alteraciones puede ser aumentar o disminuir la infectividad. También pueden afectar la gravedad de la enfermedad causada por el virus o la capacidad del virus para evadir el sistema inmunológico.

Aquí es donde entra en juego el anticuerpo monoclonal descrito en el nuevo estudio. En lugar de unirse al dominio de unión al receptor ACE2, los nuevos anticuerpos monoclonales de clase 4 se dirigen a un sitio que está distante del dominio de unión ACE2 pero que puede neutralizar eficazmente múltiples variantes preocupantes. , incluidas las variantes de Omicron.

Esta innovación proporciona una ventaja importante. Debido a que el dominio de unión al que se dirige el nuevo tratamiento con anticuerpos monoclonales no está bajo una fuerte presión selectiva, es resistente a las mutaciones, en comparación con ACE2, lo que hace mucho más difícil para el virus burlar la terapia.

El estudio destaca el potencial de crear sinergias con cócteles de anticuerpos con la adición de anticuerpos monoclonales que no obstaculizan directamente la unión de ACE2 al dominio de unión al receptor. El estudio también subraya el potencial de las plataformas de expresión de anticuerpos monoclonales de origen vegetal en el desarrollo terapéutico contra la pandemia de SARS-CoV-2 en constante evolución.

Las terapias contra la COVID-19 elaboradas con plantas tienen varias ventajas sobre otras plataformas de producción. Las plantas pueden producir grandes cantidades de proteínas terapéuticas en un período de tiempo relativamente corto, lo que las hace ideales para aumentar la producción. Su cultivo y mantenimiento son económicos, lo que los convierte en una alternativa rentable a los sistemas tradicionales de expresión de proteínas. Debido a que las plantas no son huéspedes naturales de patógenos humanos, su uso reduce el riesgo de contaminación con agentes infecciosos.

Por último, los sistemas de expresión de origen vegetal se pueden reprogramar rápidamente para producir nuevas terapias en respuesta a patógenos emergentes como el SARS-CoV-2, lo que los convierte en una opción atractiva para la respuesta a una pandemia.

Redactor científico, Instituto de Biodiseño de ASU

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