Hayvan Testleri, Sentetik Yem Proteininin Koronavirüse Karşı Koruduğunu Ortaya Koyuyor

Fotoğraf : Sars-CoV-2 tarafından hedeflenen ACE2 reseptörünün (solda) ve Neoleukin tarafından oluşturulan tasarımcı proteinin (sağda) reseptör bağlanma alanı (RBD) ile koronavirüs spike bağlanma bölgesi arasındaki benzerliklerin modeli

Pfizer ve Moderna, koronavirüs aşıları için acil onay talep ederken, Hong Kong ve ABD’deki araştırmacılar virüsle savaşabilecek yeni bir silah keşfettiler. De novo tasarımı ve yönlendirilmiş evrimi birleştirerek, Sars-CoV-2 spike(başak benzeri) proteinine bağlanan ve enfeksiyon yolunu bloke eden bir protein yarattılar. Protein, in vitro (laboratuvar ortamında /  yapay koşullarda) olarak virüsü nötralize ediyor. Küçük bir intranazal dozdan sonra hamsterlarda (bir kemirgen) umut verici sonuçlar gösteriyor ve onları koronavirüs enfeksiyonundan koruyor.

Covid-19’a neden olan koronavirüs olan Sars-CoV-2 enfeksiyonu, virüsün spike (başak) glikoproteininin hücrelerimizin yüzeyindeki ACE2 reseptörlerine bağlanmasından sonra meydana geliyor.  Neoleukin Therapeutics’ten bu çalışmayı yöneten Daniel Adriano Silva, “Şimdi koronavirüs başağına gerçekten güçlü bir şekilde bağlanan bir yem ACE2 proteini yarattık” şeklinde açıklıyor. Firmanın tescil edilmiş teknolojisi, önce varolan bir biyomolekülü analiz etmelerine, temel yapıları ve işlevleri teşhis etmelerine ve ardından benzer davranışa sahip proteinler için hesaplanabilir simülasyonlar oluşturmalarına olanak tanıyor. Neoleukin daha sonra bu hedefi bağlamak için bir protein tasarlayabilir. Silva, “Ekibimiz, ACE2’dekiler gibi bağlayıcı etki alanlarına sahip bir protein oluşturdu” diye ekliyor. “Virüsü onlara bağlanması için yanıltıyoruz ve nötralize hale getiriyoruz.”

Süreç, hem hesaplanabilirlik hem de deneysel açıdan çok büyük bir çabayı içeriyor. Silva, “İyi bağlanma sağlayan 35.000 adayı seçtiğimiz 100.000 protein tasarımıyla başladık” şeklinde yorumluyor. Dikkatli bir seçim sürecinden sonra, ekip 198 proteini sentezlemeye karar verdi ve ardından bunların Sars-CoV-2’ye bağlanma afinitesini test etti.  En iyi aday, dizisinin yalnızca% 30’unu insan ACE2 reseptörü ile paylaşır ve beş kat daha küçüktür. Bununla birlikte, bağlanma alanı aynıdır- önemli kısım aynı kalır – ve bu, virüsü yanıltmak için yeterlidir.

ABD, Boston’daki Protein İnovasyonu Enstitüsü’nde protein tasarımında uzman olan Chris Bahl, “Bu, olumsuz bir bağışıklık tepkisinden kaçınmanın anahtarıdır” diyor. “İnsan proteininin mümkün olan en küçük miktarını kullanmak, bir otoimmün hastalığı tetikleme riskini en aza indirir ve tasarım stratejileri, virüsün tedaviye direnç geliştirme yeteneğini engeller.”

Araştırmacılar en iyi adayı teşhis ettikten sonra, yönlendirilmiş evrimi kullanarak afinitesini ve özgüllüğünü geliştirdiler. ABD, New York Üniversitesi’nde protein mühendisliği uzmanı olan Jim Montclare, “Bu, mutasyonları kasıtlı olarak tanıtarak doğal seçilim sürecini taklit eden bir tekniktir” diyor. Bu durumda ekip, transkripsiyon sırasında rastgele mutasyonlar ortaya çıkaran bir polimeraz enzimi kullandı. Montclare ‘’Ardından, herhangi bir varyant hedefe daha iyi bağlanırsa, bunlar tespit edilebilir ve karakterize edilebilir.’’ Şeklinde açıklıyor. Bu durumda, yönlendirilmiş evrim, Sars-CoV-2’ye nanomolar afiniteye sahip bir protein verdi ve bu orijinal aday üzerinde bir gelişmeydi.

Hem Bahl hem de Montclare bu sonuçlardan etkilendi. Montclare, “Sars-CoV-2 başak (spike) proteinini yüksek afinite ve özgünlük ile tanıyan bir protein geliştirdiler” diyor. Bahl “Sürecin hızı ve doğruluğu gerçekten önemli bir ilerlemedir; ekip, son derece hızlı çalışan bir yem protein yarattı’’, ‘’ Tüm süreç 10 haftadan az sürdü.’’ diyor.

Hem yapay ortamda hem de canlı içinde ilk deneyler umut vericiydi. Silva ve ekibi, hamsterlere tek bir burun içi protein dozu uyguladılar ve sonra onlara ölümcül dozda Sars-CoV-2 verdiler. Silva, “Normalde, yedi gün sonra gerçekten hasta olurlardı, ancak bizim proteinimizin profilaktik dozuyla hepsi hayatta kaldı.” şeklinde açıklıyor.

De novo proteinleri, terapötik alanda hala yenidir. Bahl, “Birkaç yıldır buralardalar ve Neoleukin, klinik deneyleri inceleyen ilk şirketler arasında” diyor. Proteinler hücre kültürleri kullanılarak kolayca ölçülü şekilde üretilebilir olmasına rağmen, teknoloji umut verici. Bahl, mevcut aşıların ve monoklonal antikorların Covid-19’un üstesinden gelmek için yeterli olacağına inanıyor, “Ancak bu araç gelecekteki pandemilerle savaşmak için gerçekten yararlı olabilir”.

Kaynak : chemistryworld.com