Prueba de concepto de una proteína antigénica, compuestos y péptidos antivirales contra SARS-CoV-2

Abstract

"Los principales agentes causales de las infecciones respiratorias agudas son los virus. El coronavirus del síndrome respiratorio agudo severo 2 (SARS-CoV-2, por sus siglas en inglés), es un coronavirus que causa una infección crónica aguda, ocasionando síntomas como fiebre, tos, cefalea, neumonía, entre otros, el cual ha causado cerca de 6.3 millones de muertes en el mundo a la fecha. La mejor alternativa para evitar casos graves causados por este virus es la vacunación. Las diferentes plataformas para la producción de vacunas se han ido mejorando con el fin de reducir costos, reducir efectos secundarios y mejorar la respuesta inmune que repercuta en una protección duradera. Actualmente, se han desarrollado y aplicado varias vacunas producidas por diversas plataformas contra el SARS-CoV-2, y se siguen realizando mejoras contra las nuevas variantes. Además, se siguen buscando compuestos que reduzcan la replicación del virus, y por lo tanto hospitalizaciones y muertes. En este trabajo se realizó una prueba de concepto de una proteína recombinante antigénica del dominio de unión al receptor (RBD), de la proteína de la espícula de SARS-CoV-2, la cual fue expresada en bacteria y aplicada en 5 y 7.5 g por vía subcutánea y 5 g por la vía nasal. Esto con la finalidad de elucidar su respuesta inmune e identificar anticuerpos neutralizantes en sueros de ratones BALB/c. Por otro lado, se realizó la prueba de neutralización de la unión RBD-ACE2 de anticuerpos vs RBD, compuestos y péptidos putativamente antivirales mediante un ensayo de ELISA subrogado. Los péptidos se diseñaron en la región de unión a la enzima convertidora de Angiotensina II humana y algunos se modificaron por mutagénesis in silico para una mejor interacción. Los compuestos y péptidos fueron seleccionados in silico mediante acoplamiento molecular. La inmunización de la proteína antigénica RBD por la vía subcutánea generó una buena respuesta inmune sesgada a tipo Th2 y produjo anticuerpos neutralizantes que en suero inhiben la unión RBD-ACE2 en un 80% y purificados en un 20%. Los compuestos antivirales inhibieron desde 20 al 30%, siendo el derivado de paracetamol el más prometedor. Los péptidos antivirales mostraron un porcentaje de inhibición del 50 al 60%, siendo el péptido nativo, 3 y 4 los que mostraron mejor resultado. Los mejores compuestos deberán validarse en ensayos de líneas celulares y de ser posible en ensayos en animales."

"The main causative agents of acute respiratory infections are viruses. Severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) is a coronavirus that causes acute chronic infection, causing symptoms such as fever, cough, headache, pneumonia, among others, which has caused about 6.3 million deaths worldwide. The best alternative to avoid serious cases caused by this virus is the vaccination. The different platforms to produce vaccines have been improved, to reduce costs, side effects and to obtain a better immune response that results in lasting protection. Currently, different vaccines produced by different platforms have been developed and applied against SARS-CoV-2, and improvements are under development against the new variants of SARS-CoV-2. Furthermore, new compounds against viral replication are studied which reduce hospitalization and deaths. In this work, a proof of concept of a recombinant antigenic protein of the receptor binding domain (RBD), from the SARS-CoV-2 spike protein, which was expressed in bacteria and applied in 5 and 7.5 g subcutaneously and 5 g nasally, to elucidate its immune response and to identify neutralizing antibodies in sera of BALB/c mice. On the other hand, the RBD-ACE2 binding neutralization assay was performed with antibodies against RBD and putatively antiviral compounds and peptides. By a subrogate ELISA. The peptides were designed on the binding region to the human angiotensin-converting enzyme II and some of them were modified by in silico mutagenesis. The compounds and peptides were selected in silico by molecular docking. Immunization of the RBD antigenic protein by the subcutaneous route generated a good Th2-biased immune response and produced neutralizing antibodies that in serum inhibited the 80% of RBD-ACE2 binding and 20% with the purified antibodies. The antiviral compounds inhibited from 20 to 30%, with the paracetamol derivative being the most promising. The antiviral peptides showed an inhibition percentage of 50 to 60%, being the native peptide, 3 and 4 which showed the best results. The best compounds should be validated in cell lines assays and subsequently in animal tests."