Các nhà nghiên cứu tại Viện Y tế quốc gia Hoa Kỳ đã phân lập từ lạc đà không bướu Cormac một tập hợp kháng thể nhỏ triển vọng hay còn gọi là kháng thể nano có khả năng chống virus SARS-CoV-2. Kết quả sơ bộ được công bố trên tạp chí Scientific Reports cho thấy, ít nhất một trong những kháng thể nano này với tên gọi NIH-CoVnb-112, có thể ngăn ngừa nhiễm trùng và phát hiện các phần tử vi rút bằng cách giữ lại protein spike (S) của virus SARS-CoV-2. Ngoài ra, kháng thể nano hoạt động tốt cả ở dạng lỏng hoặc dạng sol khí, cho thấy nó vẫn phát huy hiệu quả sau khi hít phải. SARS-CoV-2 là vi rút gây COVID-19.
Kháng thể nano là loại kháng thể đặc biệt được sản sinh tự nhiên từ hệ miễn dịch của họ lạc đà, một nhóm động vật bao gồm lạc đà có bướu, lạc đà không bướu và lạc đà alpacas. Tính trung bình, các protein này chỉ bằng khoảng 1/10 trọng lượng của hầu hết các kháng thể ở người. Lý do là vì các kháng thể nano được phân lập trong phòng thí nghiệm, về cơ bản là phiên bản các đầu nhánh của các protein chuỗi lớn, tạo thành xương sống của kháng thể IgG hình chữ Y điển hình ở người. Các đầu nhánh này đóng vai trò quan trọng bảo vệ hệ miễn dịch bằng cách nhận ra các protein trên vi rút, vi khuẩn và những kẻ xâm lược khác còn được gọi là kháng nguyên.
Vì các kháng thể nano ổn định có chi phí sản xuất thấp và dễ tạo ra hơn các kháng thể thông thường, nên nhóm nghiên cứu đã sử dụng chúng cho nghiên cứu y khoa. Ví dụ, cách đây vài năm, các nhà khoa học đã chỉ ra rằng các kháng thể nano mô phỏng giống như của người có khả năng điều trị một dạng tự miễn của bệnh xuất huyết giảm tiểu cầu huyết khối - chứng rối loạn máu hiếm gặp, hiệu quả hơn hẳn so với các liệu pháp hiện nay.
Kể từ khi đại dịch bùng phát, một số nhà nghiên cứu đã tạo ra các kháng thể nano chống lại protein S của vi rút SARS-CoV-2 từ lạc đà không bướu có hiệu quả ngăn ngừa nhiễm trùng. Trong nghiên cứu này, các nhà khoa học đã sử dụng một chiến lược mới hơi khác so với những chiến lược cũ để tìm ra các kháng thể nano hoạt động đặc biệt tốt.
Esparza, trưởng nhóm nghiên cứu cho rằng: "Protein S của vi rút SARS-CoV-2 hoạt động giống như một chiếc chìa khóa. Nó mở ra cánh cửa nhiễm trùng khi liên kết với một protein được gọi là thụ thể protein angiotensin chuyển đổi enzym 2 (ACE2), được tìm thấy trên bề mặt của một số tế bào. Chúng tôi đã phát triển phương pháp phân lập các kháng thể nano ngăn chặn nhiễm trùng bằng cách bao phủ lên răng của protein S liên kết và mở khóa thụ thể ACE2".
Để làm được điều đó, các nhà nghiên cứu đã 5 lần tiêm cho lạc đà Cormac phiên bản protein S tinh khiết của vi rút SARS-CoV-2 trong vòng 28 ngày. Sau khi thử nghiệm hàng trăm kháng thể nano, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra lạc đà Cormac tạo ra 13 kháng thể nano triển vọng.
Theo các thí nghiệm ban đầu, NIH-CoVnb-112 hoạt động rất tốt. Các nghiên cứu trên ống nghiệm cho thấy các kháng thể nano này liên kết với thụ thể ACE2 mạnh hơn từ 2 đến 10 lần so với các kháng thể nano do các phòng thí nghiệm khác tạo ra. Nhiều thí nghiệm khác cho thấy kháng thể NIH dính trực tiếp vào phần liên kết thụ thể ACE2 của protein S.
Sau đó, nhóm nghiên cứu đã chỉ ra rằng kháng thể nano NIH-CoVnB-112 có hiệu quả ngăn ngừa nhiễm trùng do vi rút corona. Để mô phỏng vi rút SARS-CoV-2, các nhà nghiên cứu đã biến đổi gen của giả vi rút (pseudovirus) để vi rút vô hại này có thể sử dụng protein S lây nhiễm cho các tế bào chứa thụ thể ACE2 ở người. Các nhà nghiên cứu nhận thấy kháng thể nano NIH-CoVnb-112 ở nồng độ tương đối thấp có thể ngăn chặn giả vi rút lây nhiễm cho các tế bào này khi đặt trong đĩa petri.
Quan trọng hơn, kháng thể nano NIH-CoVnb-112 cũng có hiệu quả ngang nhau trong việc ngăn ngừa tình trạng lây nhiễm cho các tế bào trong đĩa petri khi nó được phun qua loại máy phun sương hoặc bình thở thường dùng để hỗ trợ điều trị bệnh hen suyễn.
Nhóm nghiên cứu đã xin cấp sáng chế cho kháng thể NIH-CoVnB-112.
