Research press release

創薬:ラマ由来の抗体によるSARS-CoV-2の中和

Nature Structural & Molecular Biology

Drug discovery: Llama-derived antibodies neutralize SARS-CoV-2

培養細胞中のSARS-CoV-2とヒトACE2受容体との相互作用を遮断することによってSARS-CoV-2を中和する、2種類のナノボディ(ラマ由来の安定した低分子抗体変異体)について報告するJames Naismith、Raymond Owensたちの論文が、Nature Structural & Molecular Biology に掲載される。

ウイルス中和剤(過去にSARS-CoV-2に感染したことのある者の血清や精製抗体)を患者に投与する受動免疫療法は、COVID-19の有用な治療法となる可能性がある。SARS-CoV-1に対する抗体は、SARS-CoV-1のスパイクタンパク質とACE2の結合を阻害することで、SARS-CoV-1を中和するが、この抗体の多くはSARS-CoV-2と交差反応しない。ヒトの抗体は、ほとんどの哺乳類の抗体と同様に、2本の鎖(重鎖と軽鎖)からできている。これに対して、ラクダ科動物(ラマなど)には、「ナノボディ」と呼ばれる1本の重鎖抗体変異体もある。ナノボディは、安定した低分子抗体で、容易に作製できるため、診断と画像化に用いられてきた抗体の代替品として利用されることが多い。現在、ナノボディは、SARS-CoV-2に対する研究ツールと治療薬候補として開発が進められている、

この論文では、培養細胞のACE2とSARS-CoV-1のスパイクタンパク質との結合を遮断できる2種類の近縁のナノボディ(H11-H4とH11-D4)の特定と特性解析の結果が報告されている。これらのナノボディは、ACE2結合領域と隣接しているか、わずかに重複しているタンパク質領域を標的としている。これら2種類とも生きたSARS-CoV-2を中和することが明らかになり、特にH11-H4が強力で、ヒト抗体による相加的中和効果も認められた。

Two nanobodies — small, stable antibody variants derived from llamas — that can neutralize SARS-CoV-2 in cell culture by blocking its interaction with the human ACE2 receptor are reported in a Nature Structural & Molecular Biology paper.

Passive immunization, which involves giving a patient virus-neutralizing agents — either serum from people previously infected with SARS-CoV-2 or purified antibodies — could represent a useful therapy for COVID-19. Antibodies against SARS-CoV-1 can neutralize the virus by blocking the binding of the virus’ spike protein to ACE2, but many do not cross-react with SARS-CoV-2. Human antibodies, like those of most mammals, have two chains (heavy and light), but camelids, such as llamas, also possess an additional single heavy chain antibody variant, known as a nanobody. Nanobodies are small, stable and easily produced and thus often serve as alternatives to conventional antibodies for diagnostics and imaging. They are currently being developed against SARS-CoV-2 as research tools and potential therapeutics.

James Naismith, Raymond Owens and colleagues report the identification and characterization of two closely related nanobodies (H11-H4 and H11-D4) that can block the attachment of the SARS-CoV-2 spike to ACE2 in cell culture. The nanobodies target a region of the protein immediately adjacent to and slightly overlapping with the ACE2 binding region. Both nanobodies were shown to neutralize live SARS-CoV-2, with H11-H4 showing particularly high potency and additive neutralisation with a human antibody.

The authors suggest that the nanobodies may find application alone or in combination with other antibodies used for passive immunization of patients with severe COVID-19. As camelid-derived antibodies are highly conserved with their human counterparts, they are likely to generate only low immune responses against them in humans; nevertheless, well developed humanization strategies are available.

doi: 10.1038/s41594-020-0469-6

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