Hainbat antigorputz dagoeneko erabiltzen edo garatzen ari dira COVID-19aren tratamendurako terapia gisa.Arnas sindrome akutu larriaren koronavirus 2 (SARS-CoV-2) aldaera berrien sorrerarekin, garrantzitsua da antigorputz-terapia jasango duten oraindik aurreikustea.Starr et al.Legamia-liburutegi bat erabili zen, SARS-CoV-2 hartzailearen lotze-domeinuko mutazio guztiak biltzen dituena, ostalariaren hartzailearekiko lotura (ACE2) biziki etengo ez dutenak, eta mutazio horiek nola eragiten duten hiru SARS-CoV-ren aurkako nagusien mapa. -2 antigorputzen lotura.Zifra hauek antigorputzen loturatik ihes egiten duten mutazioak identifikatzen dituzte, Regeneron antigorputz-nahastean bi antigorputzetatik ihes egiten duten mutazio bakarrak barne.Antigorputz bakar batetik ihes egiten duten mutazio asko gizakiengan zabaltzen ari dira.
Antigorputzak arnas sindrome akutu larriaren koronavirus 2 (SARS-CoV-2) tratatzeko balizko terapia dira, baina ez dago argi birusa haien arriskutik ihes egiteko garatzen denik.Hemen, SARS-CoV-2 hartzailearen lotzeko domeinuko (RBD) mutazio guztiek REGN-COV2 koktelaren LY-CoV016 antigorputzarekin lotzean nola eragiten duten mapatzen dugu.Mapa oso hauek REGN-COV2 nahasketa guztiz saihestu zuen aminoazidoen mutazio bat agerian utzi zuten, egiturazko epitopo desberdinak helburu dituzten bi antigorputzek osatzen duten REGN10933 eta REGN10987.Zifra hauek REGN-COV2-rekin tratatutako gaixo iraunkorretan eta in vitro birusen ihes aukeraketan hautatutako birusen mutazioak ere identifikatzen dituzte.Azkenik, zifra hauek agerian uzten dute antigorputz bakar bati ihes egiten dioten mutazioak dagoeneko badirela SARS-CoV-2 andui zirkulatzaileetan.Ihes-mapa oso hauek birusen zaintzan ikusitako mutazioen ondorioak azal ditzakete.
Antigorputzak garatzen ari dira arnas sindrome akutu larria koronavirus 2 (SARS-CoV-2) tratatzeko (1).Beste birus batzuen aurkako antigorputzak eraginkortasunik gabe bihur daitezke infektatutako pazienteen tratamenduan (2, 3) edo birus-klado osoari erresistentzia emateko mundu osoan hedatu diren birusen mutazioen ondorioz hautatutako birusen mutazioek.Hori dela eta, antigorputz nagusietatik ihes egin dezaketen SARS-CoV-2 mutazioek zehaztea ezinbestekoa da birusen zaintzan ikusitako mutazioek antigorputz terapiaren eraginkortasunean nola eragiten duten ebaluatzeko.
SARS-CoV-2-ren aurkako antigorputz nagusi gehienek hartzaile birikoaren lotura-domeinua (RBD) dute helburu, angiotensina-entzimaren 2 (ACE2) hartzailearekin lotzeko bitartekaria (5, 6).Duela gutxi, mutazio sakoneko miaketa-metodo bat garatu dugu RBD-ren mutazio guztiek nola eragiten duten bere funtzioan eta antigorputz antibiralen aitorpena (7, 8).Metodoak RBD mutanteen liburutegi bat sortzea dakar, legamia gainazalean adieraztea eta fluoreszentziaz aktibatutako zelulen sailkatzea eta sekuentziazio sakona erabiltzea mutazio bakoitzak RBD tolesteari, ACE2 afinitateari (titulazio-serie batean neurtuta) eta antigorputzen loturari nola eragiten dion kuantifikatzeko. (S1A irudia).Azterketa honetan, (7) deskribatutako mutante errepikakorreko liburutegia erabili dugu, barra-kodeko RBD aldaerek osatzen dutena, 3819 aminoazido posibleetako 3804 mutazio biltzen dituena.Gure liburutegia Wuhan-Hu-1 isolamendu goiztiarren RBD atzealde genetikotik prestatu zen.Hainbat mutanteren maiztasuna gero eta handiagoa den arren, oraindik ere RBD sekuentzia ohikoenak adierazten dituzte (9, 10).2034 mutazioetatik bi marraztu ditugu RBD tolestura eta ACE lotzea (7) nola pasatzeko REGN-COV2 koktela (REGN10933 eta REGN10987) (11, 12) eta Eli Lilly-ren LY-CoV016. antigorputzak antigorputzak lotzeko metodoari eragiten dio (CB6 edo JS016 ere deitzen zaio) (13) (S1B irudia).Duela gutxi, REGN-COV2ri COVID-19rako larrialdietarako erabiltzeko baimena eman zitzaion (14), eta LY-CoV016 3. faseko saiakuntza klinikoak egiten ari da (15).
[Glu406→Trp(E406W)] bi antigorputzen nahasketatik biziki ihes egin zuen (1A irudia).LY-CoV016-ren ihes-mapak ere ihes-mutazio asko agerian utzi zituen RBDko gune ezberdinetan (1B irudia).Ihes-mutazio batzuek RBD-k ACE2-ra lotzeko edo behar bezala tolestuta adierazteko gaitasuna kaltetu dezaketen arren, legamia-bistaratzen den RBD erabiliz mutazio sakonaren miaketa aurreko neurketen arabera, mutazio funtzional askok propietate funtzional hauetan eragin txikia edo ez dute (7). ) (1. Irudiak, A eta Bk ACE2 afinitatearen galera adierazten dute, eta S2 irudiak RBD adierazpenaren beherakada adierazten du.
(A) Antigorputzaren mapa egitea REGN-COV2-n.Ezkerreko lerro grafikoak RBD-ko gune bakoitzeko ihesa erakusten du (gune bakoitzeko mutazio guztien batura).Eskuineko logotipoaren irudiak ihes-kokapen sendoa erakusten du (azpimarra morea).Letra bakoitzaren altuera aminoazidoen mutazioak eragindako ihesaren indarrarekin proportzionala da, eta mutazio bakoitzeko 1eko "ihes-puntuazioa" ihes oso bati dagokio.Y ardatzaren eskala ezberdina da errenkada bakoitzeko, beraz, adibidez, E406W-k REGN antigorputz guztietatik ihes egiten du, baina kokteletarako nabaria da, antigorputz indibidualen beste ihes-guneek gainezka egiten dutelako.Bertsio eskalagarrian, S2, A eta B erabiltzen dira mapa margotzeko mutazioak RBD tolestuaren adierazpenean nola eragiten duten arabera.S2, C eta D erabiltzen dira ACE2 afinitatean eta RBD adierazpenean eragina zirkulatzen duten birus isolatuetan ikusitako mutazio guztien artean banatzeko.(B) (A) atalean erakusten den moduan, marraztu LY-CoV016.(C) Erabili erpin-pseudotipatutako partikula lentibiralak neutralizazio saiakuntzako mutazio nagusiak egiaztatzeko.Zirkulazioan SARS-CoV-2 isolatuetan (N439K adibidez) eragin handiagoa izango dutela edo maiztasun handian existitzen diren mutazioak egiaztatzea aukeratu dugu.Puntu bakoitzak D614G duen mutazio basatiaren (WT) gailurarekiko mutazioaren medianaren kontzentrazio inhibitzailearen (IC50) tolestura handitzea adierazten du.1 marra urdinak WT-ren antzeko neutralizazio-efektua adierazten du, eta > 1 balio batek neutralizazio-erresistentzia handiagoa adierazten du.Puntuaren koloreak mapatik ihes egin nahi duzun adierazten du.Puntuek adierazten dute IC50 erabilitako diluzio-serietik kanpo dagoenez, aldaketa anitza egiaztatzen dela (goiko edo beheko muga).Mutante gehienak bikoiztuta probatzen dira, beraz, bi puntu daude.Neutralizazio-kurba osoa 2. S3 irudian ageri da.Aminoazidoen hondakinen letra bakarreko laburdurak hauek dira: A, Ala;C, zisteina;D, Asp;E, Glu;F, Phe;G, Gly;H, bere;nik, Ile;K, lisina;L, Liu;Metropolis N, Assen;P, Pro;Q, Gln;R, Arg;S, Ser;T, Thr;V, Val;W, triptofanoa;eta Y, Tyr.
Mutazio gakoen efektu antigenikoa egiaztatzeko, neutralizazio-saio bat egin genuen panikuleko partikula lentibiral pseudotipatuekin, eta antigorputzak lotzeko ihes-maparen eta neutralizazio-saiaketaren artean koherentzia bat zegoela ikusi genuen (1C irudia eta S3 irudia).REGN-COV2 antigorputz mapatik espero den bezala, 486 posizioan dagoen mutazioa REGN10933-k bakarrik neutralizatzen du, eta 439. eta 444. posizioetan dagoen mutazioa REGN10987-k bakarrik neutralizatzen du, beraz mutazio horiek ezin dute ihes egin.Baina E406Wk bi REGN-COV2 antigorputzetatik ihes egin zuen, beraz, nahasketatik ere ihes egin zuen biziki.Egitura-analisiaren eta birusen ihes-hautaketaren bidez, Regeneronek uste du koktelaren bi antigorputzetatik (11, 12) aminoazidoen mutazio bakar batek ezin duela ihes egin, baina gure mapa osoak E406W koktel-ihes-mutazio gisa identifikatzen du.E406W-k REGN-COV2 antigorputza modu nahiko zehatzean eragiten du, eta ez du RBDren funtzioa larriki oztopatzen, LY-CoV016ren neutralizazio-efektua (1C irudia) eta sasitipatutako partikula lentibiral puntadunen titulua apur bat murrizten duelako (Irudia). S3F).
Gure ihes-mapa antigorputzen hautapenean birusen bilakaerarekin koherentea den aztertzeko, lehenik eta behin Regeneron birusaren ihes-hautaketaren esperimentuaren datuak egiaztatu genituen, zeinetan adierazpen-punta zelula-kulturan hazi zen edozein REGN10933 besikularraren presentzian. estomatitis birusa (VSV), REGN10987 edo REGN-COV2 koktela (12).Lan honek REGN10933-ren bost ihes-mutazio identifikatu zituen, REGN10987-ren bi ihes-mutazio eta koktelaren mutaziorik ez (2A irudia).Zazpi zelula-kulturek aukeratutako mutazioak gure ihes mapan nabarmentzen dira, eta Wuhan-Hu-1 RBD sekuentzian basati-mota kodoiaren aldaketa nukleotido bakarrean ere eskuragarri dago (2B irudia), ihesen arteko aldea adieraziz. grafikoa eta birusaren bilakaera antigorputzen presioan zelula-kulturan.Azpimarratzekoa da E406W ezin dela nukleotido bakarreko aldaketak sartu, eta horrek azal dezake zergatik Regeneron koktel hautaketak ezin duen identifikatu RBD tolestearen eta ACE2 afinitatearen tolerantzia nahiko ona izan arren.
(A) Antigorputzen presentzian, Regeneronek panikulen pseudotipo VSV erabiltzen du zelula-kulturan birusen ihes-mutazioak hautatzeko (12).(B) Ihes-diagrama, 1A irudian ageri den bezala, baina Wuhan-Hu-1 sekuentzian nukleotido bakar baten aldaketak eskura daitezkeen mutazioak soilik erakusten ditu.Grisak ez diren zelula-kulturan mutazioak adierazten ditu (gorria), eta infektatutako pazienteak (urdina)), edo biak (morea).S5 irudiak grafiko hauek erakusten ditu, mutazioak ACE2 afinitateari edo RBD adierazpenari nola eragiten diotenaren arabera margotuta daudenak.(C) RBD mutazioaren zinetika infekzioaren 145. egunean REGN-COV2-rekin tratatutako pazienteetan (puntudun marra bertikala beltza).E484A eta F486I arteko lotura-maiztasuna handitu egin zen, baina E484A gure irudian ihes-mutazio bat ez denez, ez da beste paneletan agertzen.Ikusi ere irudia.S4.(D) Zelula-kulturan eta infektatutako pazienteetan gertatzen diren ihes-mutazioak nukleotido bakar baten bidez eskura daitezke, eta ihes-antigorputzak lotzeak ez dio kostu handirik eragiten ACE2 afinitateari [legamia bistaratzeko metodoaren arabera (7)].Puntu bakoitza mutazio bat da, eta bere formak eta koloreak birusaren hazkuntzan sar daitekeen ala ez adierazten du.X ardatzean eskuineko puntu gehiago zenbatek antigorputzen lotura-ihes indartsuagoa adierazten dute;y ardatzeko puntu altuek ACE2 afinitate handiagoa adierazten dute.
Escape Atlas-ek gizakiak infektatzen dituzten birusen bilakaera azter dezakeen ala ez zehazteko, etengabe kutsatutako immunodeprimitutako paziente baten sekuentziazio-datuak aztertu ditugu, COVID-19 tratamendua diagnostikatu ondorengo 145. egunean REGN-COV2 jaso zuen (16).Tratamendu berantiarrak pazientearen populazio birikoei aniztasun genetikoa pilatzea ahalbidetzen die, eta horietako batzuk estres immuneak bultzatuta egon daitezke, pazienteak tratamenduaren aurretik antigorputz autoneutralizatzaileen erantzun ahula duelako (16).REGN-COV2 administratu ondoren, RBDn bost aminoazido mutazioen maiztasuna azkar aldatu zen (2C irudia eta S4 irudia).Gure ihes-mapak erakutsi zuen mutazio horietako hiruk REGN10933 ihes egin zutela eta batek REGN10987 (2B irudia).Aipatzekoa da antigorputz tratamenduaren ondoren mutazio guztiak ez zirela leku finkora eraman.Aitzitik, lehiaren gorakada eta beherakada dago (2C irudia).Eredu hori beste birus batzuen ostalari moldagarrien barne-eboluzioan ikusi da (17, 18), seguru asko free-riding genetikoen eta leinu birikoaren arteko lehiaren ondorioz.Badirudi bi indar hauek infekzio iraunkorra duten pazienteetan (2C irudia eta S4C irudia): E484A (ez da ihes-mutazioa gure diagraman) eta F486I (ihes REGN10933) tratamenduaren ondoren libre ibiltzen direla eta N440D eta birus-leinuak daramatzaten. Q493K (REGN10987 eta REGN10933 ihesi, hurrenez hurren) REGN10933 ihes mutantearekin lehiatu zen lehenik Y489H, eta gero E484A eta F486I eta Q493K zeraman leinuarekin lehiatu zen.
REGN-COV2-rekin tratatutako pazienteen lau ihes-mutazioetatik hiru ez ziren identifikatu Regeneronen birusaren zelula-kultura hautatzean (2B irudia), eta horrek mapa osoaren abantaila erakusten du.Birusen hautaketa osatugabea da, zelula-hazkuntzako esperimentu jakin horretan ausaz hautatutako mutazioak soilik identifikatu ditzaketelako.Aitzitik, mapa osoak mutazio guztiak adierazten ditu, tratamenduarekin zerikusirik ez duten arrazoiek eragindako mutazioak izan ditzakete, baina ustekabean antigorputzen lotura eragiten dute.
Jakina, birusen bilakaerak muga funtzionalak eta antigorputzak saihesteko presioak eragiten du.Zelula-kulturan hautatutako mutazioek eta pazienteek irizpide hauek betetzen dituzte beti: antigorputzen loturatik ihes egiten dute, nukleotido-aldaketa bakar baten bidez sar daitezke eta kostu txikia edo bat ere ez dute ACE2 afinitaterako [legamia erabiliz bistaratzen diren aurreko mutazio sakonen bidez Scanning neurketa RBD (7). )] (2D irudia eta S5 irudia).Hori dela eta, mutazioek RBDren fenotipo biokimiko gakoetan (adibidez, ACE eta antigorputzen lotura) nola eragiten duten jakiteko mapa oso bat erabil daiteke birusaren bilakaeraren bide posibleak ebaluatzeko.Ohar bat da eboluzio-epe luzeago batean, immunitate birikoan eta botiken ihesean ikusi den bezala, elkarrekintza epistatikoen ondorioz, mutazioekiko tolerantzia-espazioa alda daitekeela (19-21).
Mapa osoak SARS-CoV-2 zirkulatzailean dauden ihes-mutazioak ebaluatzeko aukera ematen digu.Gizakitik eratorritako SARS-CoV-2 sekuentzia eskuragarri guztiak egiaztatu genituen 2021eko urtarrilaren 11tik aurrera eta aurkitu genuen RBD mutazio kopuru handi batek antigorputz batetik edo gehiagotik ihes egiten zuela (3. irudia).Hala ere, sekuentziaren %0,1ean dagoen ihes-mutazio bakarra REGN10933 Y453F ihes-mutanta da [sekuentziaren %0,3;ikus (12)], REGN10987 ihes mutantea N439K [sekuentziaren % 1,7;ikusi 1C irudia eta (22)], eta LY-CoV016 ihes mutazioa K417N (% 0,1 sekuentzia; ikus 1C irudia ere).Y453F Herbehereetako eta Danimarkako bisoi haztegiekin lotutako agerraldi independenteekin lotuta dago (23, 24);aipagarria da bisoiaren sekuentzia berak batzuetan beste ihes-mutazio batzuk dituela, F486L (24) adibidez.N439K oso ezaguna da Europan, eta Europan Eskozia eta Irlandako sekuentziaren zati handi bat osatzen du (22, 25).K417N lehen aldiz Hegoafrikan aurkitutako B.1.351 leinuan dago (10).Gaur egungo kezka duen beste mutazio bat N501Y da, B.1.351-n eta jatorriz Erresuma Batuan identifikatutako B.1.1.7 leinuan ere badago (9).Gure mapak erakusten du N501Y-k ez duela eraginik REGN-COV2 antigorputzetan, baizik eta LY-CoV016-n eragin moderatua (3. irudia).
Antigorputz edo antigorputz konbinazio bakoitzeko, 2021eko urtarrilaren 11tik aurrera, GISAID-en kalitate handiko giza-jatorrizko SARS-CoV-2 sekuentzien 317.866 sekuentzien artean (26), mutazio bakoitzaren ihes puntuaren eta haren maiztasunaren arteko erlazioa.Markatuta dago.E406W REGN-COV2 koktel ihes mutazioak Wuhan-Hu-1 RBD sekuentzian hainbat nukleotido-aldaketa behar ditu eta ez da GISAID sekuentzian ikusten.E406 hondakinaren beste mutazio batzuk (E406Q eta E406D) maiztasun baxuko zenbaketarekin ikusi ziren, baina aminoazido mutante hauek ez dira W-tik urrun dauden nukleotido bakarreko mutazioak.
Espero bezala, ihes-mutazioak normalean gertatzen dira antigorputz-RBD interfazean.Hala ere, egitura bakarrik ez da nahikoa ihesaren bitartekaritza zein mutazio duten aurreikusteko.Esate baterako, LY-CoV016-k bere kate astunak eta arinak erabiltzen ditu ACE2 lotura-azalera gainjartzen duen epitopo zabal batera lotzeko, baina ihes-prozesuak RBD hondakinen mutazioak dakar kate astunaren osagarritasuna zehazten duen eskualdean (4A irudia eta S6, E irudia). G).Aitzitik, REGN10933 eta REGN10987-ren ihesak antigorputz kate astun eta arinen interfazean pilatutako RBD hondakinetan gertatu ziren (4A irudia eta S6, Atik D-ra arteko irudia).REGN-COV2 nahastetik ihes egin zuen E406W mutazioa antigorputzekin kontaktuan ez zeuden hondakinetan gertatu zen (4, A eta B irudia).E406 estrukturalki LY-CoV016tik hurbilago dagoen arren (4B irudia eta S6H irudia), E406W mutazioak askoz eragin txikiagoa du antigorputzean (1, B eta C irudia), irismen luzeko egitura-mekanismo espezifikoa REGN-aren aurkakoa dela adieraziz. - COV2 antigorputza (S6I irudia).Laburbilduz, antigorputzekin kontaktuan dauden RBD hondarretan mutazioek ez dute beti ihesaren bitartekaritza egiten, eta ihes-mutazio esanguratsu batzuk antigorputzekin kontaktuan ez dauden hondarretan gertatzen dira (4B irudia eta S6, D eta G irudia).
(A) Antigorputzak loturiko RBD egituran proiektatutako ihes-diagrama.[REGN10933 eta REGN10987: Protein Database (PDB) ID 6XDG (11);LY-CoV016: PDB ID 7C01 (13)].Antigorputzaren kate astun eta arinen domeinu aldakorrak marrazki bizidun urdin gisa erakusten dira, eta RBDaren gainazaleko koloreak leku honetan mutazio bidezko ihesaren indarra adierazten du (zuriak ihesik ez duela adierazten du, eta gorriak indartsuena). antigorputzaren edo nahastearen ihes-gunea).Funtzionalki mutatuta ez dauden guneak grisatuta daude.(B) Antigorputz bakoitzeko, sailkatu gunea antigorputz zuzeneko kontaktu gisa (hidrogeno-atomoak antigorputzetik 4Å-ren barruan), hurbileko antigorputz (4tik 8Å) edo urruneko antigorputz (> 8Å).Puntu bakoitzak gune bat adierazten du, ihes (gorria) edo ihes ez (beltza) banatuta.Marra eten grisak gunea ihesbide gisa edo ez-ihes gisa sailkatzeko erabiltzen den balio kritikoa adierazten du (xehetasunetarako, ikus Materialak eta metodoak).Zenbaki gorri eta beltzek kategoria bakoitzeko zenbat gune ihes egin edo ihes egin gabe adierazten dute.
Azterketa honetan, SARS-CoV-2 antigorputz nagusien aurkako hiru antigorputzak saihesten dituzten mutazioak guztiz mapatu ditugu.Mapa hauek ihes-mutazioen aurreko karakterizazioa osatu gabe dagoela adierazten dute.REGN-COV2 koktelaren bi antigorputzetatik ihes egin dezaketen aminoazido bakarreko mutaziorik ez da identifikatu, ezta koktelarekin tratatutako infekzio iraunkorreko paziente gehienak ere identifikatu.mutazioa.Jakina, gure mapak ez du oraindik galderarik larriena erantzun: SARS-CoV-2-k antigorputz hauen aurkako erresistentzia handia garatuko al du?Baina ziurra dena da kezkagarria dela ihes-mutazio askok RBD tolestean edo hartzaileen afinitatean eragin txikia izatea, eta zirkulatzen duten birusetan maila baxuko mutazio batzuk daudela dagoeneko.Azkenean, itxaron eta behatu behar da SARS-CoV-2-k zer mutazio transmitituko dituen biztanleriaren artean zabaltzen denean.Gure lanak "behaketa" lagunduko du, genomaren zaintza birikoaren bidez sailkatutako mutazioen eragina berehala azalduz.
Creative Commons Aitortu Lizentziaren baldintzen arabera banatutako sarbide irekiko artikulua da.Artikuluak mugarik gabeko erabilera, banaketa eta erreprodukzioa ahalbidetzen du edozein euskarritan, jatorrizko lana behar bezala aipatzen bada.
Oharra: zure helbide elektronikoa ematea baino ez dizugu eskatzen, orrialdera gomendatzen duzun pertsonak jakin dezan mezu elektronikoa ikustea nahi duzula eta ez dela spama.Ez dugu helbide elektronikorik harrapatuko.
Galdera hau bisitaria zaren ala ez probatzeko eta spam-a bidalketa automatikoa saihesteko erabiltzen da.
Tyler N.Starr, Allison J.Greaney, Amin Addetia, William W. Hannon, Manish C. Choudhary (Manish C. Choudhary), Adam S. Dinges (Adam S.
Regeneron antigorputz monoklonalaren nahasteari ihes egiten dioten SARS-CoV-2 mutazioen mapa osoak pazienteak tratatzeko birusaren bilakaera azaltzen laguntzen du.
Tyler N.Starr, Allison J.Greaney, Amin Addetia, William W. Hannon, Manish C. Choudhary (Manish C. Choudhary), Adam S. Dinges (Adam S.
Regeneron antigorputz monoklonalaren nahasteari ihes egiten dioten SARS-CoV-2 mutazioen mapa osoak pazienteak tratatzeko birusaren bilakaera azaltzen laguntzen du.
©2021 Zientziaren Aurrerapenerako Amerikako Elkartea.Eskubide guztiak erreserbatuak.AAAS HINARI, AGORA, OARE, CHORUS, CLOCKSS, CrossRef eta COUNTER.Science ISSN 1095-9203-en bazkidea da.
Argitalpenaren ordua: 2021-02-24