Крошечные антитела, полученные из альпаки, указывают на мишени, предотвращающие вирусную инфекцию
Ученые Института Уайтхеда определили, как использовать полученные из альпаки однодоменные фрагменты антител (также называемые VHH или нанотела) для нарушения клеточных процессов в клетках млекопитающих, включая инфицирование клеток человека вирусом гриппа А (IAV) и вирусом везикулярного стоматита (VSV). Обладая более глубокими знаниями об активности белков, ученые могут разобрать роли отдельных белков в клеточных путях, понять, как болезни нарушают клеточную функцию, и начать разрабатывать меры для исправления таких аберраций.
До сих пор исследователи в основном полагались на генетические подходы или малые молекулы для ингибирования функции белка. Однако полезность этих методов имеет пределы — генетические изменения могут вызывать непреднамеренные фенотипы. Только около 15% белков можно «лекарственно принимать», используя небольшие молекулы.
«Наш метод — интересное и, на мой взгляд, важное дополнение к набору инструментов молекулярного биолога», — говорит член Уайтхеда Хидде Плоэ, который также является профессором биологии в Массачусетском технологическом институте и аффилированным членом Кох Институт интегративных исследований рака в Массачусетском технологическом институте.
Лаборатория Плоэ разработала стратегию проверки с использованием VHH или нанотел. Эти молекулы маленькие, очень специфичные в том, что они распознают, и достаточно прочные, чтобы функционировать в среде цитозоля. В более ранней работе лаборатория Ploegh использовала нанотела для визуализации функции иммунной системы в режиме реального времени. Работая с сотрудником лаборатории Уайтхеда Себастьяном Луридо, VHH, сделанные лабораторией Ploegh, помогли расшифровать механизм действия ключевого фермента, используемого паразитом Toxoplasma gondii для проникновения в клетки.
В текущем направлении исследований, описанном онлайн в журнале Nature Microbiology , ученые во главе с постдокторантом Флорианом Шмидтом разработали рациональный подход к скринингу, который привел к идентификации нанотел, препятствующих способности IAV и VSV заражать клетки.
Сначала ученые создали нанотела против ВЛА или ВВС, вводя альпакам инактивированные вирусы. Миллионы последовательностей ДНК, амплифицированных от иммунизированных альпак, были вставлены в лентивирусы, чтобы обеспечить экспрессию VHH в цитозоле клеток человека. Затем трансдуцированные клетки человека подвергали заражению IAV или VSV. Любые выжившие клетки должны продуцировать VHH, который препятствует репликации вируса. Действительно, из миллионов трансдуцированных клеток около 260 содержали нанотела, которые защищали клетки от любого вируса и снижали вирусную инфекцию более чем на 80%. Когда Шмидт проанализировал эти попадания, он обнаружил, что нанотела заблокировали инфекционный механизм вирусов, используя тактику, специфичную для каждого вируса: анти-IAV VHH нацелены на вирусный нуклеопротеин NP, в то время как анти-VSV распознают вирусный нуклеокаспид N.
Используя аналогичный метод на основе нанотел, Шмидт определил роль адапторного белка ASC в сборке воспалительных заболеваний в миелоидных клетках, но он предполагает еще более широкое применение таких скринингов.
«Этот метод — очень быстрый способ выявления ингибиторов практически любого биологического процесса», — говорит он. «И это позволяет нам смотреть на все поверхности интересующей нас коллекции белков и находить участки, которые важны для функции белка».
Стабилизируя свои молекулы-мишени, нанотела действуют как шапероны кристаллизации, что позволяет ученым легче решать структуру белков. Сайты, где VHH связываются с белками, также являются потенциальными мишенями для лекарств, поскольку эти места нарушают активность белков.
Дополнительная информация: Фенотипические скрининги лентивирусов для выявления функциональных однодоменных антител, Nature Microbiology , DOI: 10.1038/nmicrobiol.2016.80
Предоставлено Институт биомедицинских исследований Уайтхеда
Цитата :
Крошечные антитела, полученные из альпаки, указывают на мишени, предотвращающие вирусную инфекцию (20 июня 2016 г.)
получено 10 марта 2023 г.