Een onderzoeksteam onder leiding van wetenschappers van de Nagoya University in Japan heeft een aanpak ontwikkeld waarmee snel synthetische eiwitten kunnen worden gevonden die specifiek binden aan belangrijke doelen, zoals componenten van het SARS-CoV-2-virus. De methode is gepubliceerd in het tijdschrift wetenschappelijke vooruitgang en kunnen worden gebruikt om testkits te ontwikkelen of om behandelingen te vinden.

"We hebben een laboratoriumtechniek ontwikkeld voor snelle selectie van synthetische eiwitten die sterk binden aan SARS-CoV-2, ", zegt de biomoleculaire ingenieur Hiroshi Murakami van de Nagoya University. "Synthetische eiwitten met hoge affiniteit kunnen worden gebruikt om gevoelige antigeentests voor SARS-CoV-2 te ontwikkelen en voor toekomstig gebruik als neutralisatie-antilichamen bij geïnfecteerde patiënten."

Murakami en zijn collega's hadden eerder een laboratoriumtest voor eiwitselectie ontwikkeld, TRAP-display genaamd. wat staat voor "transcriptie-translatie gekoppeld aan associatie van puromycine-linker." Hun aanpak slaat twee tijdrovende stappen over in een andere veelgebruikte techniek voor het doorzoeken van synthetische eiwitbibliotheken. Maar hun onderzoek wees uit dat er een probleem was met de puromycine-linker.

In de huidige studie, het team verbeterde hun techniek door de puromycine-linker te wijzigen. uiteindelijk, ze konden hun TRAP-display gebruiken om negen synthetische eiwitten te identificeren die binden aan het spike-eiwit op het buitenmembraan van SARS-CoV-2. De aanpak duurde slechts vier dagen in vergelijking met de weken die nodig zouden zijn bij het gebruik van de veelgebruikte messenger RNA-displaytechnologie.

TRAP-weergave omvat het gebruik van een groot aantal DNA-sjablonen die coderen voor en synthetiseren van triljoenen eiwitten die willekeurige peptidesequenties dragen. De synthetische eiwitten worden met behulp van de gemodificeerde puromycinelinker aan DNA gekoppeld en vervolgens blootgesteld aan een doeleiwit. Wanneer het hele monster is gewassen, alleen de synthetische eiwitten die aan het doelwit binden, blijven over. Deze worden vervolgens teruggeplaatst in het TRAP-display voor verdere rondes totdat er nog maar een klein aantal zeer specifieke doelwitbindende synthetische eiwitten over is.

De onderzoekers onderzochten de negen synthetische eiwitten die bleken te binden aan SARS-CoV-2. Sommigen waren specifiek in staat om SARS-CoV-2 te detecteren in neusuitstrijkjes van COVID-19-patiënten, wat aangeeft dat ze kunnen worden gebruikt in testkits. Men hecht zich ook aan het virus om te voorkomen dat het zich bindt aan de receptoren die het gebruikt om toegang te krijgen tot menselijke cellen. Dit suggereert dat dit eiwit zou kunnen worden gebruikt als een behandelingsstrategie.

"Onze snelle, verbeterde TRAP-weergave kan nuttig zijn voor het implementeren van snelle reacties op ondersoorten van SARS-CoV-2 en op andere potentiële nieuwe virussen die toekomstige pandemieën veroorzaken, ' zegt Murakami.

Deze studie, "Antilichaam-achtige eiwitten die SARS-CoV-2 opvangen en neutraliseren, " werd online gepubliceerd in wetenschappelijke vooruitgang op 18 sept. 2020.