Para peneliti mengelompokkan antibodi ke dalam komunitas (lihat kelompok kode warna di atas) berdasarkan di mana tepatnya antibodi menargetkan RBD. Studi baru menyoroti bagaimana beberapa komunitas mempertahankan kekuatan penetral mereka terhadap garis keturunan Omicron BA.1. Kredit: Lab Saphire, LJI
Sebuah studi baru yang dipimpin oleh para ilmuwan di La Jolla Institute for Immunology (LJI) menunjukkan bagaimana antibodi ideal melawan SARS-CoV-2 mencapai sasarannya.
Itu benar: tanda. Alih-alih menargetkan satu situs pengikatan pada protein Spike SARS-CoV-2, antibodi kuat ini mengikat dua situs ini sekaligus. Melalui pengikatan “bivalen” ini, antibodi dapat mengunci struktur kunci virus ke posisinya, mencegah virus menginfeksi sel inang.
Temuan baru, yang diterbitkan dalam Cell Reports, menunjukkan bahwa antibodi bivalen mempertahankan kemanjurannya terhadap varian awal SARS-CoV-2 dan beberapa varian omicron yang lebih baru. Sekarang para ilmuwan sedang melihat bagaimana kita dapat memanfaatkan kekuatan mereka dalam terapi antibodi baru dan bahkan vaksin COVID-19 yang lebih efektif.
“Ada antibodi yang ideal,” kata Kathryn Hastie, Ph.D., seorang Instruktur LJI dan Direktur Pusat Penemuan Antibodi di LJI. Hastie memimpin studi baru bersama Peneliti Postdoctoral LJI Heather Callaway, Ph.D., Sharon Schendel, Ph.D., dan Presiden dan CEO LJI Erica Ollmann Saphire Ph.D. “Sekarang pertanyaannya adalah, bagaimana kita secara istimewa meningkatkannya?”
Penelitian baru ini dimungkinkan melalui Coronavirus Immunotherapy Consortium (CoVIC), sebuah upaya global dengan Saphire sebagai Direktur dan Schendel sebagai Manajer Program.
Antibodi vs. omikron
Vaksin COVID-19 saat ini dirancang untuk mengajari tubuh mengenali protein Spike SARS-CoV-2. Spike penting karena mengenali dan mengunci sel inang melalui wilayah yang disebut domain pengikat reseptor (RBD). Setiap lonjakan memiliki tiga salinan RBD. Antibodi yang dapat berikatan dengan target (disebut epitop) pada RBD memiliki peluang untuk menghentikan mesin ini dan menghentikan infeksi.
Masalahnya adalah SARS-CoV-2 terus bermutasi, dan banyak antibodi yang dulunya kuat tidak dapat mengenali target biasanya pada RBD. Membangun vaksin dan terapi yang akan bertahan terhadap variasi masa depan keduanya bergantung pada mencari tahu kesamaan antibodi yang masih hidup.
Callaway dan Hastie menganalisis hampir 400 antibodi yang dikirim oleh para ilmuwan di seluruh dunia ke CoVIC, yang berkantor pusat di LJI. Mereka mempersempit kumpulan besar ini dan menemukan 66 antibodi kuat yang dapat menetralkan garis turunan omicron BA.1 dan sub-silsilah awal seperti BA.1.1 dan BA.2. Pada saat mereka menguji antibodi terhadap turunan omicron BA.4/5, hanya tujuh antibodi yang memiliki kekuatan menetralkan.
Masalahnya adalah, antibodi yang masih hidup ini menargetkan tempat yang sama dengan antibodi lain yang tidak tahan terhadap mutasi pada omicron. Sudah waktunya untuk melihat bagaimana kelompok unik antibodi penawar ini menyelesaikan pekerjaannya. Callaway menggunakan teknik pencitraan yang disebut cryo-electron microscopy dan analisis biokimia untuk melihat dengan tepat bagaimana antibodi ini terikat pada molekul di RBD.
“Jelas ada polanya,” kata Callaway. “Antibodi yang berhasil mengatasi hilangnya afinitas untuk omicron dengan secara bersamaan mengikat dua RBD di Spike.”
Antibodi penetral terbaik bertahan dengan kedua tangan. Mereka tidak mengikat target mereka, satu per satu, terutama dengan kuat, tetapi dengan mengunci dua RBD yang berdekatan sekaligus, bahkan omicron kesulitan untuk melarikan diri. Pengikatan bivalen menyamai kelangsungan hidup antibodi terhadap varian terbaru.
Melihat lebih dekat pada antibodi bivalen
Struktur dasar antibodi menyerupai huruf Y. Dua lengan di bagian atas Y disebut daerah pengikat antigen fragmen (Fabs). Kedua Fab pada setiap antibodi memiliki struktur molekul yang sama, dan Fab bekerja seperti kunci yang mencari gembok (epitop).
Para ilmuwan yang melakukan analisis struktural tentang bagaimana antibodi mengikat protein sering kali hanya menggunakan wilayah Fab, dan gambar dalam buku teks berfokus pada bagaimana Fab tunggal berikatan dengan situs tunggal. Studi baru menunjukkan bahwa fokus sebelumnya ini dapat menyebabkan kesan yang salah.
Sebaliknya, tim LJI telah menunjukkan pentingnya pencitraan antibodi yang utuh dan lengkap seperti yang ada di alam, jenis analisis yang hanya mungkin dilakukan dengan mikroskop elektron yang baru dan kuat. Dengan melakukan itu, tim dapat membedakan apa yang bertahan vs. apa yang tersingkir setelah kemunculan omicron. Antibodi yang menggunakan kedua lengannya untuk menambatkan dua RBD sekaligus bertahan dari evolusi virus.
Ke depan, para peneliti akan terus menguji kumpulan antibodi CoVIC terhadap varian baru SARS-CoV-2. Informasi ini penting untuk pengembangan vaksin yang lebih baik—yang akan menghasilkan kekebalan yang bertahan selama beberapa musim evolusi virus. Lab Saphire juga merekayasa imunogen semacam itu yang akan mempertahankan aktivitas luas sepanjang waktu.
Kekuatan CoVIC
Fakta bahwa para peneliti dapat menganalisis kumpulan besar hampir 400 antibodi telah menjadi langkah maju yang besar bagi sains.
Seperti yang dijelaskan Saphire, cakupan luas panel antibodi CoVIC yang terdiri dari ratusan kandidat terapeutik yang dikontribusikan oleh lebih dari 60 kelompok di lingkungan perusahaan dan akademik—dikombinasikan dengan perbandingan berdampingan menggunakan berbagai teknik—cukup mengungkapkan populasi antibodi langka ini. untuk menjelaskan fitur apa yang membuat mereka istimewa.
“Skala penelitian memungkinkan tim untuk mempelajari cukup banyak ‘penyintas’ omicron untuk menemukan aturan umum tentang apa yang membuat mereka sukses,” kata Saphire.
“CoVIC menunjukkan bahwa kolaborasi memungkinkan penelitian dalam skala yang lebih besar dapat menghasilkan wawasan yang lebih baik,” tambah Schendel.
Schendel mengatakan bahwa memiliki perusahaan bioteknologi Carterra yang berbasis di Salt Lake City dan laboratorium Profesor Georgia Tomaras, Ph.D., di Duke University sebagai laboratorium referensi mitra di CoVIC sangat penting untuk menyortir berbagai antibodi penawar menjadi pengikat epitop. “komunitas”, berdasarkan di mana mereka menargetkan SARS-CoV-2.
Mempelajari lebih banyak tentang antibodi ini dapat memandu pembuatan koktail antibodi generasi berikutnya yang lebih tahan terhadap varian SARS-CoV-2 yang terus muncul.
Ke depan, penting untuk mengetahui apakah antibodi yang menjanjikan bersaing satu sama lain atau saling melengkapi. Para peneliti LJI juga mengatakan sangat penting untuk melihat bagaimana vaksin baru menghadirkan protein Spike ke sistem kekebalan. Semakin akurat versi imunogen dari Spike, dan semakin akurat menyajikan pengaturan dan jarak dari bagian-bagian komponen, semakin besar kemungkinan akan menghasilkan antibodi penawar.
“Kita benar-benar perlu berpikir untuk melestarikan lipatan, geometri, dan tampilan keseluruhan dari protein Spike,” kata Schendel.
Informasi lebih lanjut: Heather M. Callaway et al, Bivalent intra-spike binding memberikan daya tahan terhadap keturunan Omicron yang muncul: Hasil dari konsorsium global, Cell Reports (2023). DOI: 10.1016/j.celrep.2023.112014. www.cell.com/cell-reports/full … 2211-1247(23)00025-6
Disediakan oleh Institut Imunologi La Jolla
Kutipan: Antibodi SARS-CoV-2 yang tahan lama mengikat dua target virus sekaligus (2023, 17 Januari) diambil 17 Januari 2023 dari https://medicalxpress.com/news/2023-01-durable-sars-cov-antibodies-viral .html
Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Terlepas dari kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.