Wetenschappers over de hele wereld werken hard aan manieren om de verspreiding van het SARS-CoV-2-virus in te dammen en de coronapandemie onder controle te krijgen. En ze ontdekken steeds meer mogelijke manieren om het virus onschadelijk te maken. Nu hebben wetenschappers van het Max Planck-Instituut voor Biofysische Chemie in Göttingen en het Universitair Medisch Centrum Göttingen een andere veelbelovende methode ontwikkeld om de virussen uit te schakelen voordat zij zich in het lichaam kunnen verspreiden. Zogenaamde nanobodies binden binden en neutraliseren het virus tot duizend keer beter dan eerder ontwikkelde mini-antilichamen. En ze zijn nog goedkoop te produceren ook.
Normaal gesproken helpen antilichamen ons immuunsysteem op natuurlijke wijze ziekteverwekkers af te weren door zich aan virussen te binden en ze te neutraliseren. Industrieel geproduceerde antilichamen worden reeds gebruikt voor de behandeling van virale ziekten. In het geval van bijvoorbeeld hepatitis B of rabiës werken ze dan als een geneesmiddel en verlichten ze de symptomen en verkorten ze het verloop van de ziekte.
Alfa-, bèta-, gamma- en delta-varianten
Het probleem is echter dat de productie van antilichamen zo tijdrovend en duur is dat zij niet wereldwijd kunnen worden gebruikt voor de behandeling van COVID-19-patiënten. Volgens de onderzoekers zouden de nieuw ontwikkelde nanobodies hier de oplossing kunnen zijn. “Voor het eerst combineren zij extreme stabiliteit en maximale werkzaamheid tegen het virus en zijn alfa-, bèta-, gamma- en delta-varianten,” benadrukt Dirk Görlich, directeur van het Max Planck Instituut voor Biofysische Chemie.
Op het eerste gezicht functioneren de nanobodies op precies dezelfde manier als de reeds in gebruik zijnde antilichamen. Zij hechten zich aan het bindingsdomein van het virus, blokkeren het en voorkomen een infectie van de cellen. In vergelijking met de conventionele antilichamen hebben zij echter doorslaggevende voordelen.
“Onze nanobodies zijn bestand tegen temperaturen van 95°C zonder vernietigd te worden,” verklaart Matthias Dobbelstein, professor en directeur van het Instituut voor Moleculaire Oncologie van het Universitair Medisch Centrum Göttingen. “Aan de ene kant zegt dit ons dat ze lang genoeg in het lichaam actief kunnen blijven om effectief te zijn. Bovendien zijn temperatuurstabiele nanobodies veel gemakkelijker te produceren, te verwerken en op te slaan.”
“Onze eenvoudige nanobodies kunnen geschikt zijn om te worden geïnhaleerd om het virus in de luchtwegen in te dammen”, aldus Dobbelstein. “Bovendien kunnen zij, omdat zij zeer klein zijn, gemakkelijk weefsels binnendringen en voorkomen dat het virus zich direct op de plaats van besmetting verder verspreidt.”
“Nanobodies zijn afkomstig van alpaca’s. Ze zijn veel kleiner en eenvoudiger van structuur dan conventionele antilichamen”, legt Görlich uit. Om de nanobodies tegen Sars-CoV-2 te produceren, werden de drie alpaca’s Britta, Nora en Xenia van de kudde aan het Max Planck-Instituut in Göttingen verscheidene malen geïnjecteerd met een deel van het spike-eiwit. “De totale belasting voor onze dieren is zeer laag”, verzekerd de onderzoeker. “Het is vergelijkbaar met een vaccinatie en een bloedtest voor mensen.”
Door de injecties vormden de dieren antilichamen tegen dit eiwitdeel. In de volgende stap verschafte het bloed van de alpaca’s de onderzoekers de blauwdrukken voor ongeveer een miljard verschillende nanobodies. Daaruit visten biochemici met behulp van bacteriofagen de beste eruit.
Deze werden vervolgens op hun doeltreffendheid getest en “in verschillende ontwerpcycli steeds verder verbeterd”. “We willen de nanobodies zo snel mogelijk testen op veilig gebruik als werkzame stof, zodat ze ten goede kunnen komen aan mensen die ernstig ziek zijn, maar ook aan mensen die niet gevaccineerd zijn of geen effectieve vaccinbescherming kunnen opbouwen”, benadrukt Dobbelstein.
Foto: Twee van de nieuw ontwikkelde nanobodies (blauw en magenta) binden zich aan het receptor-bindende domein (groen) van het coronavirus spike-eiwit (grijs), waardoor infectie met Sars-CoV-2 en zijn varianten wordt voorkomen. © Max-MPI f. biophysikalische Chemie/ Thomas Güttler
Ook interessant:
Virus loopt in de val door een DNA-origami
Duitse onderzoekers op het spoor van medicijn tegen corona
Genen mogelijk de sleutel voor nieuwe behandelingen COVID-19
