p Em um novo relatório agora publicado em Ciência , Robby Divine e uma equipe de pesquisa interdisciplinar do departamento de bioquímica, Medicina regenerativa, e vacinas e doenças infecciosas na University of Washington U.S. and the School of Medicine, na Universidade de Ciências Médicas de Teerã, Irã, conduziu projetos computacionais de nanocages para montar anticorpos em arquiteturas precisas. Durante a construção, um componente estrutural formou um anticorpo ou fusão Fc-ligante e o segundo projeto formou um homo-oligômero de ligação de anticorpo para conduzir a montagem de nanocage com diferentes valências e simetria. A equipe levantou a hipótese de como esse processo também pode aumentar a neutralização de um pseudovírus; síndrome respiratória aguda grave coronavírus-2 (SARS-COV-2) via anticorpos monoclonais α-SARS-COV-2 e proteínas de fusão Fc-enzima conversora de angiotensina 2 (ACE-2). p Anticorpos em pesquisas médicas

p Os anticorpos que se ligam especificamente a alvos de interesse desempenham um papel central na pesquisa biomédica e na medicina. Os pesquisadores podem gerar grupos de anticorpos ligando geneticamente fragmentos de anticorpos para melhorar a sinalização. Atualmente é difícil formar conjuntos de anticorpos com uma variedade de arquiteturas e valências precisas. Nesse trabalho, Divine et al. proteínas projetadas computacionalmente que montam anticorpos em arquiteturas precisas com diferentes valências e simetrias. A equipe formulou a hipótese de que tais projetos poderiam conduzir robustamente anticorpos arbitrários em nanocages homogêneos e estruturalmente bem definidos para efeitos pronunciados na sinalização celular. Os pesquisadores projetaram proteínas para conduzir a montagem de anticorpos arbitrários em montagens simétricas com estruturas bem definidas. Por esta, eles fundiram rigidamente três tipos de unidades de "blocos de construção" contendo domínios de ligação a Fc de anticorpos, conectores de repetição helicoidal e módulos de formação de oligômero cíclico. Em sua arquitetura, a unidade de ligação a Fc posicionou-se com o dímero de anticorpo C2, o homo-oligômero cíclico formou o segundo eixo de simetria cíclica no nanocage, e o conector de repetição helicoidal ligou o anticorpo e os eixos de simetria do homo-oligômero cíclico na orientação correta para formar os nanocages de anticorpo denominados AbCs.

p Os experimentos

p Para formar projetos de gaiola de anticorpo (AbC), Divine et al. moléculas de ligação de domínio constante de anticorpo rigidamente fundidas a oligômeros cíclicos usando domínios espaçadores helicoidais. Eles facilitaram o processo por meio de domínios espaçadores helicoidais de modo que os eixos de simetria do anticorpo dimérico e do oligômero cíclico pudessem estar em orientações que gerassem diversas arquiteturas diédricas ou poliédricas. Os cientistas otimizaram as regiões de junção entre os blocos de construção conectados para se dobrarem nas estruturas projetadas. A abordagem de fusão baseou-se em grandes conjuntos de blocos de construção com muitos locais de fusão possíveis por bloco de construção como critérios geométricos rigorosos para formar a arquitetura simétrica desejada. A equipe usou um método computacional para o design da gaiola do anticorpo para gerar o diedro, tetraédrico, AbCs octaédricos e icosaédricos e usaram uma convenção de nomenclatura para descrever as arquiteturas finais de nanocage. Divine et al. a seguir expressaram genes sintéticos que codificam os designs em culturas bacterianas de Escherichia coli. Por exemplo, os projetos de sucesso incluíram o decaédrico D-2 (três projetos), Arquiteturas T-32 (um projeto) e 152 icosaédricas (dois projetos) contendo dois, seis, 12 ou 30 anticorpos, respectivamente. Eles caracterizaram os AbCs Fc usando espalhamento de raios-X de baixo ângulo e microscopia eletrônica. Os nanocages reconstruídos estavam em estreita concordância com os modelos de design computacional. Para avaliar a estabilidade de nanocages, Divine et al. usaram leituras de espalhamento de luz dinâmico para obter estabilidade encorajadora para permitir a caracterização de seu impacto biológico a seguir.

p Efeitos na sinalização celular

p Os AbCs projetados forneceram uma plataforma geral para entender o efeito da valência e geometria do envolvimento do receptor na ativação da via de sinalização. A ampla gama de anticorpos de ligação ao receptor e ligantes naturais formados com o método AbC desenvolvido neste trabalho permitiu a sondagem pronta e sistemática do efeito da geometria e valência da associação da subunidade do receptor na sinalização celular para quase todas as vias. Para explorar a praticidade desta abordagem, Divine et al. anticorpos montados ou fusões Fc-ligante visando uma variedade de vias de sinalização em gaiolas de anticorpos (AbCs) e estudou seu impacto na sinalização. Por exemplo, os AbCs, formado com uma apoptose induzida por anticorpo direcionado ao receptor de morte (morte celular) de linhas de células tumorais que até então não haviam sido afetadas pelo anticorpo solúvel ou pelo ligante nativo. Além disso, a montagem de fusões Fc ou anticorpos em AbCs, permitiu a sinalização aprimorada da via da angiopoietina, Sinalização de CD-40 e proliferação de células T. A formação de AbC permitiu ainda a neutralização de um pseudovírus in vitro, como coronavírus da síndrome respiratória aguda grave 2.

p Panorama

p O método detalhado neste trabalho, foi além dos esforços de design computacional anteriores para criar nanomateriais de proteína que integram forma e função. Os AbCs, portanto, usaram anticorpos como componentes estruturais e funcionais para alcançar uma ampla gama de geometrias e orientações. Esta estratégia é aplicável para projetar vacinas com nanocages montados com glicoproteínas virais usando componentes que terminam em domínios de ligação de glicoproteína para maximizar a proximidade dos locais ativos. Desta maneira, Robby Divine e colegas projetaram várias proteínas formadoras de gaiolas de anticorpos para agrupar com precisão qualquer anticorpo de ligação de proteína em nanocages por meio de valência e geometria controladas. A equipe usou dois, seis e 12 ou 30 anticorpos dentro dos AbCs simplesmente misturando o anticorpo com a proteína projetada correspondente sem modificações covalentes adicionais. Os cientistas adicionaram anticorpos de ligação a receptores ou neutralizantes de vírus em ABCs para aumentar sua atividade biológica em sistemas celulares variados. A equipe espera que este resultado para a montagem rápida de anticorpos dentro de nanocages ordenados sem modificações covalentes tenha amplas aplicações em pesquisa e medicina.

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