Immagine:Public Domain.
È stato ora dimostrato che piccole proteine progettate al computer proteggono le cellule umane coltivate in laboratorio da SARS-CoV-2, il coronavirus che causa COVID-19.
I risultati dello studio sono stati riportati su Science.
Negli esperimenti, il principale candidato antivirale, denominato LCB1, compete con i più noti anticorpi neutralizzanti SARS-CoV-2 nelle sue azioni protettive. LCB1 è attualmente in fase di valutazione nei roditori.
I coronavirus sono costellati di cosiddette proteine Spike che si attaccano alle cellule umane per consentire al virus di irrompere e infettarle. I farmaci che interferiscono con questo meccanismo di ingresso potrebbero trattare o addirittura prevenire l’infezione.
I ricercatori dell’Institute for Protein Design della University of Washington School of Medicine hanno utilizzato la progettazione al computer per creare nuove proteine che si legano strettamente alle proteine Spike di SARS-CoV-2 e impediscono loro di infettare le cellule.
Vedi anche:SARS-CoV-2 catturato in azione nelle cellule delle vie aeree
A partire da gennaio, sul computer sono stati progettati più di due milioni di proteine leganti Spike candidate. Ne sono state quindi prodotte e testate oltre 118.000 in laboratorio.
“Sebbene siano ancora necessari test clinici approfonditi, riteniamo che il meglio di questi antivirali generati dal computer sia abbastanza promettente“, ha detto l’autore principale Longxing Cao, uno studioso post-dottorato presso l’Institute for Protein Design.
Immagine: la concezione di un artista di antivirali progettati da computer che disarmano i meccanismi di infezione su un coronavirus. Credito immagine: UW Institute for Protein Design.
“Queste proteine sembrano bloccare l’infezione da SARS-CoV-2 almeno così come gli anticorpi monoclonali, ma sono molto più facili da produrre e molto più stabili, eliminando potenzialmente la necessità di refrigerazione”, ha aggiunto Cao.
I ricercatori hanno creato proteine antivirali attraverso due approcci. In primo luogo, un segmento del recettore ACE2, a cui SARS-CoV-2 si lega naturalmente sulla superficie delle cellule umane, è stato incorporato in una serie di piccoli scaffold proteici. In secondo luogo, le proteine completamente sintetiche sono state progettate da zero. Quest’ultimo metodo ha prodotto gli antivirali più potenti, compreso LCB1, che è circa sei volte più potente in base alla massa rispetto agli anticorpi monoclonali più efficaci riportati finora.
Scienziati della University of Washington School of Medicine di Seattle e della Washington University School of Medicine di St. Louis hanno collaborato a questo lavoro.
“Il nostro successo nel progettare da zero proteine antivirali ad alta affinità è un’ulteriore prova che il design computazionale delle proteine può essere utilizzato per creare promettenti farmaci candidati“, ha affermato David Baker, autore senior dello studio e ricercatore dell’Istituto di medicina Howard Hughes, Professore di biochimica presso la UW School of Medicine oltre che capo dell’Institute for Protein Design. Nel 2019, Baker ha tenuto un discorso su come il design proteico potrebbe essere utilizzato per fermare i virus.
Per confermare che le nuove proteine antivirali si attaccano alla proteina Spike del coronavirus come previsto, il team ha raccolto istantanee delle due molecole che interagiscono utilizzando la microscopia crioelettronica. Questi esperimenti sono stati eseguiti da ricercatori nei laboratori di David Veesler, assistente Professore di biochimica presso la UW School of Medicine, e Michael S. Diamond, Professore Herbert S. Gasser nella divisione di malattie infettive presso la Washington University School of Medicine di St . Louis.
“I mini leganti iper stabili forniscono punti di partenza promettenti per nuove terapie SARS-CoV-2”, ha scritto il team di ricerca antivirale nella pre-stampa dello studio, “e illustrano la potenza del design computazionale delle proteine per generare rapidamente potenziali candidati terapeutici contro le minacce pandemiche”.
Fonte: Università di Washington
