Als het aan een team Amerikaanse wetenschappers ligt, kunnen de mondkapjes over een tijdje de prullenbak in en kunnen we met een gerust hart afspreken met vrienden en familie. Het enige wat we dan nodig hebben is een neusspray en inhalator. Even een snuif in ieder neusgat en een flinke puf van de inhalator en we zijn tijdelijk beschermd tegen het virus.
Spijkereiwitten blokkeren
In die neusspray en inhalator zit dan een klein eiwit dat SARS-CoV-2 neutraliseert. Dat eiwit ontwierpen de wetenschappers met de computer. Een programma berekende precies hoe zo’n mini-eiwit eruit moet zien om het virus te binden en onschadelijk te maken.
Het doelwit van de mini-eiwitten zijn de spijkervormige uitsteeksels op het oppervlakte van het coronavirus. Met die spijkereiwitten haakt het virus zich vast aan menselijke cellen, waarna het zijn genetisch materiaal de cel instuurt. Het mini-eiwit dekt de kenmerkende spijkereiwitten af, en voorkomt daarmee dat het virus cellen infecteert. De onderzoekers publiceerden hun resultaten in het wetenschappelijk tijdschrift Science.
De mini-eiwitten blokkeren het virus op een vergelijkbare manier als antistoffen tegen SARS-CoV-2. Antistoffen zijn onderdeel van het immuunsysteem en komen van nature voor in ons lichaam. “Een voordeel van de nieuwe mini-eiwitten ten opzichte van antistoffen is dat ze sneller, eenvoudiger en goedkoper te maken zijn”, aldus de auteurs.>>>>>>>lees verder
- View ORCID ProfileLongxing Cao1,2,
- Inna Goreshnik1,2,
- View ORCID ProfileBrian Coventry1,2,3,
- View ORCID ProfileJames Brett Case4,
- View ORCID ProfileLauren Miller1,2,
- Lisa Kozodoy1,2,
- Rita E. Chen4,5,
- View ORCID ProfileLauren Carter1,2,
- View ORCID ProfileAlexandra C. Walls1,
- Young-Jun Park1,
- View ORCID ProfileEva-Maria Strauch6,
- View ORCID ProfileLance Stewart1,2,
- View ORCID ProfileMichael S. Diamond4,7,
- View ORCID ProfileDavid Veesler1,
- View ORCID ProfileDavid Baker1,2,8,*
See all authors and affiliations
eabd9909
DOI: 10.1126/science.abd9909
Abstract
Targeting the interaction between the SARS-CoV-2 Spike protein and the human ACE2 receptor is a promising therapeutic strategy. We designed inhibitors using two de novo design approaches. Computer generated scaffolds were either built around an ACE2 helix that interacts with the Spike receptor binding domain (RBD), or docked against the RBD to identify new binding modes, and their amino acid sequences designed to optimize target binding, folding and stability. Ten designs bound the RBD with affinities ranging from 100pM to 10nM, and blocked ARS-CoV-2 infection of Vero E6 cells with IC 50 values between 24 pM and 35 nM; The most potent, with new binding modes, are 56 and 64 residue proteins (IC 50 ~ 0.16 ng/ml). Cryo-electron microscopy structures of these minibinders in complex with the SARS-CoV-2 spike ectodomain trimer with all three RBDs bound are nearly identical to the computational models. These hyperstable minibinders provide starting points for SARS-CoV-2 therapeutics.
SARS-CoV-2 infection generally begins in the nasal cavity, with virus replicating there for several days before spreading to the lower respiratory tract (1). Delivery of a high concentration of a viral inhibitor into the nose and into the respiratory system generally might therefore provide prophylactic protection and/or therapeutic benefit for treatment of early infection, and could be particularly useful for healthcare workers and others coming into frequent contact with infected individuals. A number of monoclonal antibodies are in development as systemic treatments for COVID-19 (2–6), but these proteins are not ideal for intranasal delivery as antibodies are large and often not extremely stable molecules and the density of binding sites is low (two per 150 KDa. antibody); antibody-dependent disease enhancement (7–9) is also a potential issue. High-affinity Spike protein binders that block the interaction with the human cellular receptor angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2) (10) with enhanced stability and smaller sizes to maximize the density of inhibitory domains could have advantages over antibodies for direct delivery into the respiratory system through intranasal administration, nebulization or dry powder aerosol. We found previously that intranasal delivery of small proteins designed to bind tightly to the influenza hemagglutinin can provide both prophylactic and therapeutic protection in rodent models of lethal influenza infection (11).
References and Notes
- ↵
- Y. J. Hou,
- K. Okuda,
- C. E. Edwards,
- D. R. Martinez,
- T. Asakura,
- K. H. Dinnon 3rd,
- T. Kato,
- R. E. Lee,
- B. L.Yount,
- T. M. Mascenik,
- G. Chen,
- K. N. Olivier,
- A. Ghio,
- L. V. Tse,
- S. R. Leist,
- L. E. Gralinski,
- A. Schäfer,
- H.Dang,
- R. Gilmore,
- S. Nakano,
- L. Sun,
- M. L. Fulcher,
- A. Livraghi-Butrico,
- N. I. Nicely,
- M. Cameron,
- C. Cameron,
- D. J. Kelvin,
- A. de Silva,
- D. M. Margolis,
- A. Markmann,
- L. Bartelt,
- R. Zumwalt,
- F. J. Martinez,
- S. P. Salvatore,
- A. Borczuk,
- P. R. Tata,
- V. Sontake,
- A. Kimple,
- I. Jaspers,
- W. K. O’Neal,
- S. H. Randell,
- R. C. Boucher,
- R. S. Baric
- ↵
- R. Shi,
- C. Shan,
- X. Duan,
- Z. Chen,
- P. Liu,
- J. Song,
- T. Song,
- X. Bi,
- C. Han,
- L. Wu,
- G. Gao,
- X. Hu,
- Y. Zhang,
- Z.Tong,
- W. Huang,
- W. J. Liu,
- G. Wu,
- B. Zhang,
- L. Wang,
- J. Qi,
- H. Feng,
- F. S. Wang,
- Q. Wang,
- G. F. Gao,
- Z. Yuan,
- J. Yan
-
D. Pinto, Y.-J. Park, M. Beltramello, A. C. Walls, M. A. Tortorici, S. Bianchi, S. Jaconi, K. Culap, F. Zatta, A. De Marco, A. Peter, B. Guarino, R. Spreafico, E. Cameroni, J. B. Case, R. E. Chen, C. Havenar-Daughton, G. Snell, A. Telenti, H. W. Virgin, A. Lanzavecchia, M. S. Diamond, K. Fink, D. Veesler, D. Corti, Structural and functional analysis of a potent sarbecovirus neutralizing antibody. bioRxiv 023903 10 April 2020;.doi:10.1101/2020.04.07.023903
- ↵
- J. Lan,
- J. Ge,
- J. Yu,
- S. Shan,
- H. Zhou,
- S. Fan,
- Q. Zhang,
- X. Shi,
- Q. Wang,
- L. Zhang,
- X. Wang
-
- M. Yuan,
- N. C. Wu,
- X. Zhu,
- C. D. Lee,
- R. T. Y. So,
- H. Lv,
- C. K. P. Mok,
- I. A. Wilson
- ↵
- Y. Wu,
- F. Wang,
- C. Shen,
- W. Peng,
- D. Li,
- C. Zhao,
- Z. Li,
- S. Li,
- Y. Bi,
- Y. Yang,
- Y. Gong,
- H. Xiao,
- Z. Fan,
- S. Tan,
- G. Wu,
- W. Tan,
- X. Lu,
- C. Fan,
- Q. Wang,
- Y. Liu,
- C. Zhang,
- J. Qi,
- G. F. Gao,
- F. Gao,
- L. Liu
- ↵
- K. L. Winarski,
- J. Tang,
- L. Klenow,
- J. Lee,
- E. M. Coyle,
- J. Manischewitz,
- H. L. Turner,
- K. Takeda,
- A. B.Ward,
- H. Golding,
- S. Khurana
-
- A. Taylor,
- S.-S. Foo,
- R. Bruzzone,
- L. V. Dinh,
- N. J. C. King,
- S. Mahalingam
- ↵
- B. S. Graham
- ↵
A. C. Walls, Y.-J. Park, M. A. Tortorici, A. Wall, A. T. McGuire, D. Veesler, Structure, function and antigenicity of the SARS-CoV-2 spike glycoprotein. bioRxiv 956581 20 February 2020..doi:10.1101/2020.02.19.956581
- ↵
- A. Chevalier,
- D. A. Silva,
- G. J. Rocklin,
- D. R. Hicks,
- R. Vergara,
- P. Murapa,
- S. M. Bernard,
- L. Zhang,
- K. H.Lam,
- G. Yao,
- C. D. Bahl,
- S. I. Miyashita,
- I. Goreshnik,
- J. T. Fuller,
- M. T. Koday,
- C. M. Jenkins,
- T. Colvin,
- L.Carter,
- A. Bohn,
- C. M. Bryan,
- D. A. Fernández-Velasco,
- L. Stewart,
- M. Dong,
- X. Huang,
- R. Jin,
- I. A. Wilson,
- D. H. Fuller,
- D. Baker
- ↵
- J. Dou,
- A. A. Vorobieva,
- W. Sheffler,
- L. A. Doyle,
- H. Park,
- M. J. Bick,
- B. Mao,
- G. W. Foight,
- M. Y. Lee,
- L. A.Gagnon,
- L. Carter,
- B. Sankaran,
- S. Ovchinnikov,
- E. Marcos,
- P. S. Huang,
- J. C. Vaughan,
- B. L. Stoddard,
- D.Baker
- ↵
- W. B. Alsoussi,
- J. S. Turner,
- J. B. Case,
- H. Zhao,
- A. J. Schmitz,
- J. Q. Zhou,
- R. E. Chen,
- T. Lei,
- A. A. Rizk,
- K. M. McIntire,
- E. S. Winkler,
- J. M. Fox,
- N. M. Kafai,
- L. B. Thackray,
- A. O. Hassan,
- F. Amanat,
- F. Krammer,
- C. T.Watson,
- S. H. Kleinstein,
- D. H. Fremont,
- M. S. Diamond,
- A. H. Ellebedy
- ↵
- D. A. Silva,
- S. Yu,
- U. Y. Ulge,
- J. B. Spangler,
- K. M. Jude,
- C. Labão-Almeida,
- L. R. Ali,
- A. Quijano-Rubio,
- M.Ruterbusch,
- I. Leung,
- T. Biary,
- S. J. Crowley,
- E. Marcos,
- C. D. Walkey,
- B. D. Weitzner,
- F. Pardo-Avila,
- J.Castellanos,
- L. Carter,
- L. Stewart,
- S. R. Riddell,
- M. Pepper,
- G. J. L. Bernardes,
- M. Dougan,
- K. C. Garcia,
- D.Baker
- ↵
- J. Shang,
- G. Ye,
- K. Shi,
- Y. Wan,
- C. Luo,
- H. Aihara,
- Q. Geng,
- A. Auerbach,
- F. Li
-
- Q. Wang,
- Y. Zhang,
- L. Wu,
- S. Niu,
- C. Song,
- Z. Zhang,
- G. Lu,
- C. Qiao,
- Y. Hu,
- K. Y. Yuen,
- Q. Wang,
- H. Zhou,
- J.Yan,
- J. Qi
- ↵
- R. Yan,
- Y. Zhang,
- Y. Li,
- L. Xia,
- Y. Guo,
- Q. Zhou
- ↵
- P. S. Huang,
- Y.-E. A. Ban,
- F. Richter,
- I. Andre,
- R. Vernon,
- W. R. Schief,
- D. Baker
-
- N. Koga,
- R. Tatsumi-Koga,
- G. Liu,
- R. Xiao,
- T. B. Acton,
- G. T. Montelione,
- D. Baker
-
- D. M. Hoover,
- J. Lubkowski
-
- C. L. Hsieh,
- J. A. Goldsmith,
- J. M. Schaub,
- A. M. DiVenere,
- H. C. Kuo,
- K. Javanmardi,
- K. C. Le,
- D. Wrapp,
- A. G.Lee,
- Y. Liu,
- C. W. Chou,
- P. O. Byrne,
- C. K. Hjorth,
- N. V. Johnson,
- J. Ludes-Meyers,
- A. W. Nguyen,
- J. Park,
- N.Wang,
- D. Amengor,
- J. A. Maynard,
- I. J. Finkelstein,
- J. S. McLellan
-
- C. Suloway,
- J. Pulokas,
- D. Fellmann,
- A. Cheng,
- F. Guerra,
- J. Quispe,
- S. Stagg,
- C. S. Potter,
- B. Carragher
-
- D. Tegunov,
- P. Cramer
-
- A. Punjani,
- J. L. Rubinstein,
- D. J. Fleet,
- M. A. Brubaker
-
- D. Kimanius,
- B. O. Forsberg,
- S. H. Scheres,
- E. Lindahl
-
- J. Zivanov,
- T. Nakane,
- B. O. Forsberg,
- D. Kimanius,
- W. J. H. Hagen,
- E. Lindahl,
- S. H. W. Scheres
-
A. Punjani, H. Zhang, D. J. Fleet, Non-uniform refinement: Adaptive regularization improves single particle cryo-EM reconstruction. bioRxiv 877092 16 December 2019. .doi:10.1101/2019.12.15.877092
-
- J. Zivanov,
- T. Nakane,
- S. H. W. Scheres
-
- S. Chen,
- G. McMullan,
- A. R. Faruqi,
- G. N. Murshudov,
- J. M. Short,
- S. H. W. Scheres,
- R. Henderson
-
- E. F. Pettersen,
- T. D. Goddard,
- C. C. Huang,
- G. S. Couch,
- D. M. Greenblatt,
- E. C. Meng,
- T. E. Ferrin
-
- A. Casañal,
- B. Lohkamp,
- P. Emsley
-
- B. Frenz,
- S. Rämisch,
- A. J. Borst,
- A. C. Walls,
- J. Adolf-Bryfogle,
- W. R. Schief,
- D. Veesler,
- F. DiMaio
-
- F. DiMaio,
- Y. Song,
- X. Li,
- M. J. Brunner,
- C. Xu,
- V. Conticello,
- E. Egelman,
- T. Marlovits,
- Y. Cheng,
- D. Baker
-
- R. Y. Wang,
- Y. Song,
- B. A. Barad,
- Y. Cheng,
- J. S. Fraser,
- F. DiMaio
-
- C. J. Williams,
- J. J. Headd,
- N. W. Moriarty,
- M. G. Prisant,
- L. L. Videau,
- L. N. Deis,
- V. Verma,
- D. A. Keedy,
- B. J.Hintze,
- V. B. Chen,
- S. Jain,
- S. M. Lewis,
- W. B. Arendall 3rd,
- J. Snoeyink,
- P. D. Adams,
- S. C. Lovell,
- J. S.Richardson,
- D. C. Richardson
-
- D. Liebschner,
- P. V. Afonine,
- M. L. Baker,
- G. Bunkóczi,
- V. B. Chen,
- T. I. Croll,
- B. Hintze,
- L.-W. Hung,
- S. Jain,
- A. J. McCoy,
- N. W. Moriarty,
- R. D. Oeffner,
- B. K. Poon,
- M. G. Prisant,
- R. J. Read,
- J. S. Richardson,
- D. C.Richardson,
- M. D. Sammito,
- O. V. Sobolev,
- D. H. Stockwell,
- T. C. Terwilliger,
- A. G. Urzhumtsev,
- L. L. Videau,
- C. J. Williams,
- P. D. Adams
-
- J. Agirre,
- J. Iglesias-Fernández,
- C. Rovira,
- G. J. Davies,
- K. S. Wilson,
- K. D. Cowtan
-
- B. A. Barad,
- N. Echols,
- R. Y.-R. Wang,
- Y. Cheng,
- F. DiMaio,
- P. D. Adams,
- J. S. Fraser
- ↵
- T. D. Goddard,
- C. C. Huang,
- E. C. Meng,
- E. F. Pettersen,
- G. S. Couch,
- J. H. Morris,
- T. E. Ferrin
Recommended articles from TrendMD
- Studies in humanized mice and convalescent humans yield a SARS-CoV-2 antibody cocktail
Johanna Hansen, Science, 2020
- A neutralizing human antibody binds to the N-terminal domain of the Spike protein of SARS-CoV-2
Xiangyang Chi et al., Science
- Structural basis for the recognition of the SARS-CoV-2 by full-length human ACE2
Renhong Yan et al., Science, 2020
- A highly conserved cryptic epitope in the receptor-binding domains of SARS-CoV-2 and SARS-CoV
Meng Yuan et al., Science, 2020
- Antibody signature induced by SARS-CoV-2 spike protein immunogens in rabbits
Supriya Ravichandran et al., Sci Transl Med, 2020
Plaats een reactie ...
Reageer op "Eiwit blokkeert coronavirus en kan gebruikt worden in neusspray en inhalator en mondkapje zou dan niet meer nodig zijn."