MIT kimyagerleri, bir kan örneğinde SARS-CoV-2’ye karşı burada açık mavi ile gösterilen nötralize edici antikorları tanımlamanın yeni bir yolunu buldu. Kredi: iStock
Bu yöntem, bireylerin COVID-19’a karşı korunmaya yardımcı olan antikorlar üretip üretmediğini belirlemek için hızlı bir test yapılmasını sağlayabilir.
MIT bilim adamları geliştirdi SARS-CoV-2 gibi virüslere karşı nötralize edici antikorları tespit etmek için lektin yer değiştirmesini kullanan ve aşı etkinliğini ve virüs varyantlarına karşı potansiyel korumayı değerlendirmenin bir yolunu sunan yeni bir teknik. Bu teknoloji için patent başvurusunda bulundular.
Nötralize edici antikorlar olarak bilinen, bir virüsü etkisiz hale getirebilen antikorlar, vücudun enfeksiyonla savaşma yeteneğinin anahtarıdır. MIT kimyagerleri, antikorların bir viral proteinin yüzeyinde bulunan şeker molekülleri ile nasıl etkileştiğini analiz ederek, bir kan numunesindeki bu nötralize edici antikorları tanımlamanın yeni bir yolunu buldular.
Yeni test, olup olmadığını ortaya çıkarmaya yardımcı olabilir. birisi, araştırmacıların çalışmalarında odaklandıkları virüs olan SARS-CoV-2 gibi virüslere karşı nötralize edici antikorlara sahiptir. Aşılama veya önceki bir enfeksiyon nedeniyle üretilebilen nötralize edici antikorlar, gelecekteki enfeksiyonlara karşı koruma sağlar.
Laura Kiessling, “Bu tür testler, hastaların gerçekten aşılarla korunup korunmadığını kontrol etmek için kullanılabilir” diyor. MIT’de Novartis Kimya Profesörü ve makalenin kıdemli yazarı. “Bir kişi yüksek risk altındaysa, nötralize edici antikorlara sahip olup olmadığını hızlı bir şekilde belirleyebilmek gerçekten iyi olacaktır.”
Halihazırda birçok biyokimya laboratuvarında bulunan genel ekipmanları kullanan bu teknik, araştırmacılara da yardımcı olabilir. Kiessling, mevcut aşıların yeni ortaya çıkan SARS-CoV-2 varyantlarına karşı ne kadar iyi koruma sağlayabileceğini belirlemek için diyor.
Eski MIT doktora sonrası araştırmacısı Michael Wuo ve MIT araştırma bilimcisi Amanda Dugan, üzerinde yayınlanan makalenin baş yazarlarıdır. Açık erişimli ACS Central Science dergisinde 10 Mayıs.
Nötrleştirici mi, değil mi?
SARS-CoV-2 aşılarının çoğu, virüsün girmek için kullandığı spike proteinini hedefler. ACE2 reseptörü yoluyla konakçı hücreler. Viral zarflarda bulunan çoğu protein gibi, başak proteini de proteinden sarkan şeker zincirleriyle yoğun bir şekilde kaplanmıştır.
Laboratuvarı proteinlerin hücre yüzeylerinde bulunan karbonhidratlarla nasıl etkileşime girdiğini inceleyen Kiessling, bunun mümkün olup olmadığını merak etti SARS-CoV-2 başak proteini gibi bir viral protein üzerinde bulunan şeker molekülleriyle nasıl etkileşime geçtiklerine bağlı olarak farklı antikorlardan oluşan bir “parmak izi” oluşturmak.
“Bir antikorun nötrleştirici mi yoksa değil, genellikle nispeten zor bir dizi tahlil yapmanız gerekir,” diyor Kiessling. “Antikorun virüsün hücrelere bulaşmasını engelleyip engellemediğini test etmelisiniz. Bu parmak izini geliştirebilirsek, nötralize edici antikorları çok daha hızlı tanımlayabileceğimizi düşündük.”
Bunu yapmak için araştırmacılar, ticari olarak temin edilebilen lektinlerden (karbonhidratlara bağlanan proteinler) oluşan bir panel oluşturdular. Çeşitli organizmalar, çoğunlukla bitkiler ve bakteriler. Normalde hücre-hücre etkileşimleri ve bağışıklık yanıtları gibi işlevlerde yer alan lektinler, bir proteinden sallanırken şeker zincirinin en ucundaki şeker molekülüne bağlanır.
Araştırmacılar SARS’ı ortaya çıkardığında -CoV-2 proteini bu lektinlere yükseltir, her lektin, protein üzerinde bulunan belirli bir şeker molekülü alt kümesine bağlanır. Ardından araştırmacılar, SARS-CoV-2’ye karşı antikor içeren serum ekler. Antikorların başak proteini için yüksek bir afinitesi varsa, zaten orada bulunan lektinleri itip kakarak yoldan çekerler.
Her antikor, bağlanma özgüllüğüne bağlı olarak farklı bir lektin setinin yerini alır ve bu yer değiştirme ölçülebilir enzim bağlantılı lektin testi (ELLA) olarak bilinen bir laboratuvar testi kullanarak. Araştırmacılar, her bir antikorun başak proteinine bağlı 28 farklı lektini yer değiştirip değiştirmediğini analiz ederek, her bir antikor için ayırt edici bir “parmak izi” oluşturarak lektin yer değiştirme modellerini tanımlayabildiler.
Araştırmacılar ilk olarak, antikorlar için parmak izlerini belirlediler. nötralize edici veya nötrleştirici olmadığı zaten biliniyordu. Ardından, hasta kan örneklerini test ettiler ve bu örneklerden alınan antikorların, bilinen nötrleştirici antikorların ürettiği parmak izleriyle karşılaştırarak nötralize edici olup olmadığını belirleyebildiler.
“Farklı modellere bakarak, Kiessling, nötrleştirici antikorların nötrleştirici olmayan antikorlardan farklı bir kategoriye girdiğini görebilirdi” diyor.
Antikor profilleri
Araştırmacılar, bu analizi kullanarak antikorları, her biri biraz farklı viral RNA dizilerini hedefleyen Moderna COVID-19 aşısı veya Pfizer COVID-19 aşısı olan insanlardan geldi.
Araştırmacılar, umdukları teknoloji için patent başvurusunda bulundular. tek tek hastaların antikor profilini belirlemek için muayenehanede hızlı testler yapmak üzere geliştirilebilir.
Bu teknik, potansiyel olarak SARS-CoV-2’nin yeni varyantlarına veya diğer hastalıklara karşı nötralize edici antikorları tanımlayacak şekilde uyarlanabilir. Kiessling, virüslere neden olduğunu söylüyor. Araştırmacılar artık test için kullanılabilecek bir lektin paneline sahip olduklarına göre, analizi nötralize eden ve nötralize etmeyen antikorlarla yeniden çalıştırmaları yeterli olacaktır, böylece bu antikorlar için doğru parmak izini belirleyebileceklerdir. .
Kiessling, “İlgili tüm SARS-CoV-2 varyantları için aynı lektin panelini kullanabiliriz” diyor. “Viral bir zarfa sahip oldukları sürece, ortaya çıkan tüm yeni virüsler için yararlı olabilir.”
Referans: “Lectin Fingerprinting Distinguishs Antibody Neutralization in SARS-CoV-2”, Michael G. Wuo, Amanda E. Dugan, Melanie Halim, Blake M. Hauser, Jared Feldman, Timothy M. Caradonna, Shuting Zhang, Lauren E. Pepi, Caroline Atyeo, Stephanie Fischinger, Galit Alter, Wilfredo F. Garcia-Beltran, Parastoo Azadi, Deb Hung, Aaron G. Schmidt ve Laura L. Kiessling, 10 Mayıs 2023, ACS Central Science.
DOI: 10.1021/acscentsci.2c01471
Makalenin diğer yazarları arasında Melanie Halim, Blake yer alır. Hauser, Jared Feldman, Timothy Caradonna, Shuting Zhang, Lauren Pepi, Caroline Atyeo, Stephanie Fischinger, Galit Alter, Wilfredo Garcia-Beltran, Parastoo Azadi, Deb Hung ve Aaron Schmidt.
Araştırma, Ulusal Kanser Enstitüsü, Ulusal Alerji ve Bulaşıcı Hastalık Enstitüsü, MIT Mikrobiyom Bilişim Merkezi, Massachusetts Patogenez Hazırlık Konsorsiyumu, Ulusal Genel Tıp Bilimi Enstitüsü ve Ulusal Bilim Vakfı Materyal İnovasyon Platformu olan GlycoMIP.