(COVID-19-Immagine: gli animali che hanno ricevuto nanocorpi inalati hanno meno particelle di coronavirus nei bronchioli (pannello destro, arancione) e sono meno infiammati (magenta). Credito: Nambulli et al., Science Advances).
In un articolo pubblicato il 26 maggio 2021su Science Advances, i ricercatori della University of Pittsburgh School of Medicine hanno dimostrato che i nanobodies inalabili che prendono di mira la proteina spike del coronavirus SARS-CoV-2 possono prevenire e trattare COVID-19 grave nei criceti. Questa è la prima volta che i nanobodies – che sono simili agli anticorpi monoclonali, ma di dimensioni più piccole, più stabili e più economici da produrre – sono stati testati per il trattamento inalatorio contro le infezioni da coronavirus SARS-CoV-2 in un modello pre-clinico.
In precedenza, Shi e colleghi hanno scoperto un vasto repertorio di oltre 8.000 nanobodies ad alta affinità SARS-CoV-2. Da questo repertorio, gli scienziati hanno selezionato un nanobody ultrapotente (Nb21) e l’hanno bioingegnerizzato in una forma trimerica per massimizzare ulteriormente la sua attività antivirale. PiN-21 risultante è di gran lunga il nanobody antivirale più potente che sia stato identificato, secondo la revisione dei ricercatori degli studi pubblicati. Gli esperimenti hanno mostrato che PiN-21 era protettivo quando somministrato per via nasale al momento dell’infezione. I criceti nel gruppo di trattamento PiN-21 non hanno perso peso corporeo, a differenza degli animali trattati con placebo che hanno perso fino al 16% del loro peso corporeo iniziale dopo una settimana di infezione. Per l’uomo adulto medio, il tasso di perdita di peso corrisponderebbe a perdere circa 9 kgr in una settimana.
Ancora più impressionante, l’inalazione di nanocorpi per aerosol a una dose estremamente bassa ha ridotto il numero di particelle di virus infettive nel tessuto polmonare di un milione di volte. Gli animali che hanno ricevuto aerosol di nanobodies PiN-21 hanno avuto cambiamenti più lievi nella struttura polmonare e un grado inferiore di infiammazione rispetto a quelli che hanno ricevuto il placebo. Gli scienziati hanno dimostrato che basse dosi di un aerosol di nanobody chiamato Nanobody-21 inalabile di Pittsburgh (PiN-21) proteggevano i criceti dalla drammatica perdita di peso tipicamente associata alla grave infezione da SARS-CoV-2 e riducevano il numero di particelle virali infettive nelle ‘cavità nasali, gole e polmoni’ degli animali di un milione di volte, rispetto al trattamento con placebo con un nanobody che non neutralizza il virus.
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“Utilizzando una terapia inalatoria che può essere somministrata direttamente al sito di infezione – il tratto respiratorio e i polmoni – possiamo rendere i trattamenti più efficienti”, ha detto l’autore co-senior Yi Shi, Ph.D., assistente Professore di biologia cellulare presso la Pitt University. “Siamo molto entusiasti e incoraggiati dai nostri dati che suggeriscono che PiN-21 può essere altamente protettivo contro COVID-19 grave e può potenzialmente prevenire la trasmissione virale da uomo a uomo“.
Per fornire terapie tramite aerosol, gli scienziati hanno dovuto superare diverse sfide tecniche: gli aerosol di piccole particelle devono raggiungere in profondità il polmone e le particelle del trattamento devono essere abbastanza piccole da non aggregarsi e abbastanza forti da resistere a pressioni estreme. I nanobodies PiN-21, che sono circa quattro volte più piccoli dei tipici anticorpi monoclonali ed hanno una stabilità eccezionalmente elevata, sono perfettamente adatti per il compito. Inoltre sono molto più economici da produrre e possono essere generati rapidamente per adattarsi rapidamente al virus mutaforma.
“COVID-19 è ora la malattia preminente del 21° secolo”, ha detto il coautore Doug Reed, Ph.D., Professore associato di immunologia presso la Pitt. “Fornire il trattamento direttamente ai polmoni può fare una grande differenza per la nostra capacità di trattarla”.
I ricercatori sottolineano che i nanobodies e i vaccini sono complementari e non sono in concorrenza tra loro. I vaccini rimangono lo strumento migliore per fermare la diffusione del virus da persona a persona, ma i nanobodies saranno utili per curare le persone che sono già malate e quelle che non possono essere vaccinate per altri motivi medici.
I promettenti dati preclinici iniziali, combinati con la vasta conoscenza dei ricercatori sull’identificazione rapida dei nanobodies di qualità farmacologica, suggeriscono che questo approccio può fornire un’opzione terapeutica conveniente ed economica per controllare la pandemia da coronavirus SARS-CoV-2. Questo lavoro è il risultato di esperti in produzione di nanobody, malattie infettive e aerobiologia che lavorano a stretto contatto.
Fonte:Science
