Potencjalna korzyść kliniczna platformy Multabody jako leku na SARS-CoV-2

W niedawnym artykule opublikowanym w czasopiśmie Science Translational Medicine naukowcy wykazali, że połączenie awidności i swoistości tradycyjnych przeciwciał monoklonalnych (MAbs) może rozszerzyć ich zakres neutralizacji i odporność na różnorodność wirusów przy użyciu platformy przeciwciał o wielu swoistościach i wielu powinowactwach (Multabody, MB) pochodzących z protomeru ludzkiej apoferrytyny. Platforma MB łączyła zwiększone powinowactwo z wielospecyficznością, tj. agregacją kilku fragmentów przeciwciał rozpoznających różne epitopy w celu rozpoznania antygenu, które pozostają niezakłócone przez mutacje wirusowe. Ponadto przetestowano, czy platforma MB zapewnia ochronę in vivo przed różnymi wariantami koronawirusa zespołu ostrej niewydolności oddechowej 2 (SARS-CoV-2) (VOC) i innymi koronawirusami (CoV) w niskich dawkach. Koktajl REGEN-COV otrzymał zezwolenie Amerykańskiej Agencji ds. Żywności i Leków (U.S.-FDA) na leczenie choroby koronawirusowej 2019 (COVID-19). Jednak po pojawieniu się Omicron BA.1 FDA cofnęła autoryzację. Wraz z pojawieniem się podwariantów Omicron, BQ.1.1 i XBB.1, FDA cofnęła autoryzacje mAbs, które skutecznie neutralizowały Omicron, w tym bebtelowimab. Ponieważ większość zatwierdzonych przez FDA terapii mAb stopniowo traciła skuteczność przeciwko podwariantom Omicron, istnieje pilna niezaspokojona potrzeba medyczna na nowe, bardziej skuteczne terapeutyki mAb dla SARS-CoV-2 o zwiększonej sile działania i szerokiej aktywności, ale skuteczne przy zmniejszonej dawce terapeutycznej (dawkach terapeutycznych). Ponadto mAb dla SARS-CoV-2 powinny stać się dostępne po obniżonych kosztach, aby sprostać globalnemu zapotrzebowaniu. W związku z tym naukowcy muszą znaleźć strategie alternatywnych dróg podawania mAbs dla SARS-CoV-2, takich jak podskórne lub domięśniowe podawanie. W tym względzie przyjęcie podejścia opartego na zwiększeniu wartościowości przeciwciał mogłoby pomóc zwiększyć powinowactwo wiązania mAbs, a tym samym potencjalnie obniżyć jego dawkę terapeutyczną, poprawić zakres neutralizacji i umożliwić podawanie innymi drogami. Naukowcy odkryli kilka strategii inżynierii przeciwciał w celu wykorzystania awidności do zwiększenia funkcjonalnych odpowiedzi terapeutycznych mAb. Warto zauważyć, że badanie kliniczne fazy I/II testuje skuteczność GEN3009, INBRX-106 i IGM-8444 przeciwko nowotworom hematologicznym i litym, podkreślając w ten sposób znaczenie kliniczne/korzyści platform podobnych do MB. Opierając się na tej samej zasadzie, naukowcy opracowali platformę MB w celu zwiększenia siły neutralizacji mAb ukierunkowanych na SARS-CoV-2; wykorzystali jednak ludzki protomer lekkiego łańcucha apoferrytyny do napędzania oligomeryzacji fragmentów przeciwciał. Głównym celem badania było potwierdzenie, że format MB przezwyciężył różnorodność wirusów dzięki wszystkim silnym przeciwciałom, które zawierał. Naukowcy określili siłę działania za pomocą testów neutralizacji in vitro przy użyciu pseudowirusów (PsV) lub autentycznych wirusów SARS-CoV-2 lub sarbekowirusów. Przetestowali, czy wzrost neutralizacji SARS-CoV-2 in vitro przez MB przełożył się na wyższą ochronę in vivo przy niskich dawkach. Oceniono również, czy MB mogą odzyskać siłę neutralizacji przeciwko wszystkim VOC i rozszerzyć zakres neutralizacji, aby objąć inne CoV, w tym sarbekowirusy. W celu oceny in vivo przeciwko wirusom SARS-CoV-2 typu dzikiego (WT) oraz VOC Alpha, Beta, Gamma, Delta i Omicron BA.1, zespół wygenerował samoorganizującą się, oligomeryczną cząsteczkę zdolną do ultrasilnej neutralizacji, określaną jako tri-specyficzny 298-52-80 MB o właściwościach biochemicznych podobnych do przeciwciał. Posiadała ona Fabs pochodzące z trzech wcześniej zidentyfikowanych mAbs o umiarkowanej sile, mAbs 298, 52 i 80, co zwiększyło jej siłę neutralizacji prawie 1000-krotnie w stosunku do odpowiadającego jej koktajlu immunoglobulin G (IgG), IgG4*. Odpowiedni koktajl IgG z fragmentem IgG4, krystalizowalnym (Fc), miał pięć mutacji, a mianowicie S228P, F234A, L235A, G237A i P238S, w celu zniesienia wiązania z receptorami Fc-gamma (FcγR). Naukowcy wykorzystali kriogeniczną mikroskopię elektronową (cryo-EM), aby potwierdzić prawidłowy montaż tego MB. Ponadto określili molekularne szczegóły interakcji Fab z domeną wiążącą receptor (RBD) za pomocą krystalografii rentgenowskiej i wiązania przeciwciał za pomocą interferometrii biowarstwowej (BLI). Trójspecyficzny 298-52-80 MB był prawie 1000 razy silniejszy niż koktajl przeciwciał IgG4* i wykazywał wartość półmaksymalnego stężenia hamującego (IC50) wynoszącą 0,0002 μg/ml. Zgodnie z wcześniejszymi doniesieniami, zamiana podtypu Fc z IgG1 na IgG4* nie wpłynęła na siłę neutralizacji IgG lub MB. Analiza krio-EM trójspecyficznego 298-52-80 MB wykazała minimalny wpływ fuzji genetycznych jednołańcuchowych (sc)Fab i scFc. Niemniej jednak, MB zbudowany na rozszczepionym rusztowaniu apoferrytyny przyjął zamierzoną dyspozycję strukturalną, uzasadniając w ten sposób MB jako jednolity lek biologiczny. In vivo, MB wykazywał wyższą siłę neutralizacji przeciwko śmiertelnej prowokacji SARS-CoV-2 niż koktajl IgG4* przy 430 razy mniejszej ilości molowej niż IgG. Przy IC50 5 μg/ml, pięć mAbs, 52, 80, 2-36, 11-11 i 10-40, wykazywało 100% szerokość neutralizacji. Po zmniejszeniu wartości odcięcia IC50 do 0,01 μg/ml, aby przypominała siłę REGEN-COV, tylko dwa mAbs, 11-11 i 10-40, wykazały aktywność neutralizującą przeciwko dwóm VOC SARS-CoV-2. I odwrotnie, jako monospecyficzne MB, mAbs, 2-7, 80 i 52 osiągnęły 100% szerokości przy wartości odcięcia IC50 wynoszącej 0,01 μg/ml. Pozostałe MB straciły siłę działania przeciwko Omicron BA.1, ale, z wyjątkiem 298 i 2-38, nadal neutralizowały z IC50 mniej niż 0,3 μg/ml. Gęstość białka spike (S) na powierzchni wirionu może sprzyjać zwiększonej awidności MB. Tak więc, podczas gdy mAbs 80 i 2-7 straciły siłę działania przeciwko VOC z mutacjami w RBD, mutacje te prawie nie zmieniły pozornego powinowactwa wiązania i profili neutralizacji tych cząsteczek przeciwciał, gdy były wyświetlane jako MB. W przypadku ludzkiego wirusa niedoboru odporności 1 (HIV-1) i grypy, wiele lat badań pomogło odkryć silne przeciwciała o szerokim działaniu neutralizującym. Wręcz przeciwnie, trójspecyficzny MB zawierający swoistości 2-7, 10-40 i 11-11 wykazał silną neutralizację in vitro wszystkich LZO SARS-CoV-2, w tym niedawno wyłonionych podwariantów Omicron, BQ.1.1 i XBB.1. Co ważniejsze, rozszerzył zakres neutralizacji na inne CoV przy potencjale neutralizacji w zakresie zatwierdzonych przez FDA terapii SARS-CoV-2. Potencjał MB do tolerowania zmienności sekwencji wirusa może być korzystny dla harmonogramu odkrywania przeciwciał. Mogłoby to pomóc w zwiększeniu wytrzymałości wcześniej zidentyfikowanych mAbs ze zdolnością do neutralizowania pojawiających się LZO SARS-CoV-2 bez wyraźnego wzrostu autoreaktywności. Ze względu na brak wielospecyficzności, monospecyficzne przeciwciało 80 MB utraciło siłę neutralizacji przeciwko wirusowi Omicron BA.5 VOC. W związku z tym połączenie wielu najlepszych w swojej klasie przeciwciał w wielospecyficzny MB może pomóc (ponownie) uzyskać bardziej odporną siłę neutralizacji w warunkach szybkiej ewolucji SARS-CoV-2. Co więcej, połączenie wielu swoistości w jedną cząsteczkę powinno zapewnić biodostępność wszystkich składników w trakcie terapii, co w przeszłości ograniczało skuteczność koktajli mAb.

Przeciążenie gotowaną kawą: Spożywanie sześciu lub więcej filiżanek dziennie wiąże się z wyższym ryzykiem demencji i choroby Alzheimera

W najnowszym badaniu opublikowanym w czasopiśmie Nutrients naukowcy zbadali potencjalny związek między spożyciem herbaty i kawy w średnim wieku a ryzykiem rozwoju demencji w późniejszym życiu. Herbata i kawa są powszechnie spożywanymi napojami na całym świecie i są bogate w bioaktywne związki roślinne. Stwierdzono, że regularne spożywanie kofeiny zmniejsza poziom amyloidu-β i neurozapalenia, a także poprawia funkcje poznawcze w modelach zwierzęcych. Badania obserwacyjne badające związek między spożyciem herbaty i kawy a ryzykiem demencji przyniosły niespójne wyniki. Podczas gdy niektóre badania wykazały, że zwiększone spożycie herbaty i kawy, w połączeniu lub osobno, może być skorelowane z niższym ryzykiem demencji, inne badania nie wykazały takiego związku. W niniejszym badaniu naukowcy zbadali potencjalną korelację między spożyciem herbaty i kawy w średnim wieku a późniejszym długoterminowym ryzykiem rozwoju choroby Alzheimera (AD), łagodnych zaburzeń poznawczych (MCI) i demencji z jakiejkolwiek przyczyny. Badanie HUNT zostało przeprowadzone w czterech badaniach od 1984 roku. Badanie HUNT4 obejmowało szczegółowe badanie dotyczące starzenia się, znane jako HUNT4 70+. Do badania rekrutowano osoby w wieku 70 lat lub starsze, mieszkające w społeczności lub w placówkach opieki długoterminowej. Uczestnicy badania HUNT2 byli rekrutowani w latach 1995-1997, a następnie uczestniczyli w badaniu HUNT4 70+ w latach 2017-2019. Do oceny spożycia herbaty i kawy podczas badania HUNT2 wykorzystano kwestionariusz własny. Uczestnicy zostali poinstruowani, aby zapisywać dzienne spożycie gotowanej kawy, herbaty i różnych rodzajów kawy. Podstawowym wynikiem badania był status poznawczy w HUNT4, który został oceniony 22 lata po ocenie ekspozycji. Diagnozę MCI i demencji postawiono przy użyciu kryteriów Diagnostic and Statistical Manual of Mental Disorders, Fifth Edition (DSM-5). Podtypy demencji są identyfikowane na podstawie objawów klinicznych i klasyfikowane do kategorii takich jak otępienie naczyniowe, AD, otępienie z ciałami Lewy'ego, otępienie mieszane, otępienie czołowo-skroniowe lub inne określone lub nieokreślone otępienie. W tym przypadku badacze skupili się przede wszystkim na określeniu ogólnego ryzyka rozwoju demencji. Drugorzędne wyniki obejmowały ryzyko wystąpienia AD i MCI. Do analizy danych wykorzystano kilka modeli, z których pierwszy obejmował płeć i wiek, podczas gdy drugi model obejmował dodatkowe czynniki, takie jak stan cywilny, wykształcenie, palenie tytoniu, spożycie alkoholu, aktywność fizyczna i spożycie herbaty/kawy. Trzeci model dodatkowo skorygowano o wskaźnik masy ciała (BMI), historię chorób sercowo-naczyniowych i cukrzycę. Wreszcie, w modelu czwartym, analizy zostały dostosowane w celu oceny związku między różnymi rodzajami kawy a ryzykiem demencji i uwzględnienia alternatywnych rodzajów kawy. W badaniach HUNT2 i HUNT4 70+ wzięło udział 8 758 uczestników, a średni czas obserwacji wynosił około 22 lata. Łącznie 7 381 osób było dostępnych do głównych analiz po wykluczeniach. Dzienne spożycie ośmiu lub więcej filiżanek kawy wiązało się z wyższym ryzykiem rozwoju demencji w porównaniu z osobami, które spożywały od zera do jednej filiżanki kawy dziennie. Jednakże, po uwzględnieniu czynników zakłócających, związek między kawą a demencją osłabł. Nie odkryto żadnych istotnych powiązań między ogólnym spożyciem kawy a ryzykiem demencji. Ponadto, nie stwierdzono związku między spożyciem herbaty a ryzykiem demencji. Dzienne spożycie co najmniej sześciu filiżanek parzonej kawy korelowało ze zwiększonym ryzykiem demencji w porównaniu do osób, które spożywały od zera do jednej filiżanki parzonej kawy dziennie. Jednak związek między spożyciem kawy parzonej a demencją nie występował po uwzględnieniu innych rodzajów kawy. Nie zaobserwowano związku między innymi poziomami spożycia kawy parzonej a demencją. Modele korekty dwa i cztery ujawniły, że picie od czterech do pięciu filiżanek kawy dziennie, innych niż ogólny rodzaj kawy, było związane z niższym ryzykiem demencji w porównaniu do spożywania od zera do jednej filiżanki dziennie. Dzienne spożycie od czterech do siedmiu filiżanek parzonej kawy wiązało się z wyższym ryzykiem wystąpienia MCI w porównaniu do osób, które spożywały od zera do jednej filiżanki parzonej kawy. Nie zaobserwowano korelacji pomiędzy ryzykiem wystąpienia MCI a regularnym spożywaniem innych rodzajów kawy. Spożywanie więcej niż sześciu filiżanek parzonej kawy dziennie wiązało się ze zwiększonym ryzykiem wystąpienia AD, podczas gdy spożywanie innych rodzajów kawy nie było związane z ryzykiem AD. Co więcej, ryzyko wystąpienia MCI lub AD nie było związane z codziennym spożyciem herbaty. Spożywanie od sześciu do siedmiu filiżanek parzonej kawy zwiększało ryzyko demencji u osób, które nie są nosicielami genu apolipoproteiny E ε4 (ApoE4), w porównaniu do osób spożywających od zera do jednej filiżanki parzonej kawy. Korelacji tej nie zaobserwowano jednak u nosicieli genu ApoE4.