A study by the Hospital del Mar Research Institute, the IrsiCaixa AIDS Research Institute –a center jointly promoted by the "la Caixa" Foundation and the Department of Health of the Government of Catalonia–, the National Center for Biotechnology, belonging to the Higher Council for Scientific Research (CNB-CSIC), and the Protein Technologies Unit of the Centre for Genomic Regulation (CRG) has led to the development of a new antibody that is active against all existing variants of SARS-CoV-2, including the Omicron subvariants currently circulating.

The monoclonal antibody, a protein from the immune system developed in the laboratory, is called 17T2. The work, which also includes contributions from the CIBER of Infectious Diseases (CIBERINFEC), has just been published in the journal Nature Communications.

The mew antibody was isolated thanks to blood samples from a patient infected with SARS-CoV-2 in March 2020, during the first wave of the pandemic. From these samples, researchers chose B lymphocytes, the blood cells responsible for producing antibodies. They specifically chose those generating specific antibodies against the spike protein, which allows the virus to infect human cells, multiply, and trigger COVID-19.

The researchers reproduced these antibodies in the laboratory using genetic engineering techniques. They later evaluated the neutralizing activity in vitro, that is, their ability to bind to the virus and block it, against the different variants of SARS-CoV-2 existing up to that point. They were able to select the antibody that managed to neutralize all of them, including XBB.1.16 and BA.2.86, from which the most concerning variants currently derive. 

As Giuliana Magri, the study's lead author and researcher at the Hospital del Mar Research Institute during, points out, "our antibody maintains neutralizing activity against all variants of SARS-CoV-2."

Benjamin Trinité, one of the study's first authors and senior researcher at IrsiCaixa, highlights the importance of the results and mentions that "the latest virus variants have incorporated dozens of mutations that hinder the work of previously developed antibodies, as they cannot bind as effectively. Having a treatment that is effective even as new variants of SARS-CoV-2 appear can change the rules of the game in combating the infection."

Prophylactic capacity

The study studied the therapeutic capacity of the antibody in a mouse model, as well as theprophylactic, or preventive, activity of the new treatment, certifying its ability to significantly reduce lung lesions and viral load.

In this sense, Magri emphasizes that the study "demonstrates that the developed antibody shows prophylactic activity and not only therapeutic, a fact that identifies it as a potential candidate for preventive clinical interventions and treatment of the infection."

Finally, the team carried out a detailed analysis of the antibody's structure bound to the spike protein, in order to understand its functioning and how it manages to maintain neutralizing activity, despite the mutations accumulated by the SARS-CoV-2 virus.

This structural study, carried out at the CNB-CSIC by Rocío Arranz's team, co-leader of the study, allows stating that "this antibody has the ability to bind to a wide area of the virus spike, which gives it the ability to neutralize all variants and prevent new mutations from evading this neutralization. This suggests that, in this interaction area, there is a conserved region in the spike, which could be essential for the virus's ability to infect human cells."

Before its development for use in patients, a clinical trial in humans will have to be carried out. For now, there is an active European patent associated with this project.

"Having antibodies like 17T2 is key to protecting immunocompromised individuals and those at high risk of developing severe COVID-19. The results obtained show us that it is possible to design tools capable of blocking all variants of the same virus. In fact, it opens the way to the design of pan-coronavirus antibodies and/or vaccines, that is, with the ability to combat different types of coronaviruses", concludes Julià Blanco, co-leader of the study and principal investigator at IrsiCaixa.

This research project has received support from the COVID-19 call for proposals from the Government of Catalonia, as well as from the Miguel Servet research program, and has been partially funded by the #YoMeCorono fundraising campaign and the Glòria Soler Foundation.

EN CASTELLANO

Un nuevo anticuerpo consigue bloquear todas las variantes del SARS-CoV-2 en modelos preclínicos

Un estudio del Hospital del Mar Research Institute, el Institut de Recerca de la Sida IrsiCaixa, centro impulsado conjuntamente por la Fundació “la Caixa” y el Departament de Salut de la Generalitat de Catalunya, el Centro Nacional de Biotecnología, perteneciente al Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CNB-CSIC), y la Unidad de Tecnologías de Proteínas del Centro de Regulación Genómica (CRG) ha permitido desarrollar un nuevo anticuerpo que es activo ante todas las variantes existentes del SARS-CoV-2, incluidas las subvariantes de ómicron que circulan actualmente.

Se trata de un anticuerpo monoclonal, una proteína del sistema inmunitario desarrollada en el laboratorio, llamado 17T2. El trabajo, en el cual también ha participado un equipo científico del CIBER de Enfermedades Infecciosas (CIBERINFEC), lo acaba de publicar la revista Nature Communications.

El aislamiento del nuevo anticuerpo ha sido posible gracias a las muestras de sangre de un paciente infectado por el SARS-CoV-2 en marzo de 2020, durante la primera ola de la pandemia. A partir de estas muestras, se seleccionaron algunos linfocitos B, las células de la sangre encargadas de producir los anticuerpos. En concreto, se escogieron aquellos que generaban anticuerpos específicos contra la proteína de la espícula, que es la que permite al virus infectar las células humanas, multiplicarse y desencadenar la COVID-19.

El personal investigador reprodujo, utilizando técnicas de ingeniería genética, estos anticuerpos en el laboratorio. Una vez conseguido esto, evaluaron in vitro su actividad neutralizante, es decir, su capacidad de unirse al virus y bloquearlo, ante las diferentes variantes del SARS-CoV-2 existentes hasta el momento. Así, pudieron seleccionar el anticuerpo que conseguía neutralizarlas todas, incluyendo XBB.1.16 i BA.2.86, de las cuales se derivan las variantes más preocupantes actualmente.

Como apunta la Dra. Giuliana Magri, líder del estudio y que era investigadora del Hospital del Mar Research Institute durante su realización, “nuestro anticuerpo mantiene la actividad neutralizante ante todas las variantes del SARS-CoV-2”.

A la vez, el Dr. Benjamin Trinité, uno de los primeros autores de estudio e investigador sénior de IrsiCaixa, destaca la importancia del descubrimiento y menciona que “las últimas variantes del virus han incorporado decenas de mutaciones que dificultan el trabajo de los anticuerpos desarrollados con anterioridad, ya que no se pueden unir con tanta eficacia. Contar con un tratamiento que sea eficaz a pesar de que aparezcan nuevas variantes del SARS-CoV-2 puede cambiar las reglas de juego a la hora de combatir la infección”.

También capacidad profiláctica

El estudio analizó en un modelo de ratón la capacidad terapéutica del anticuerpo, pero también la actividad profiláctica, es decir, preventiva, del nuevo tratamiento, certificando su capacidad para reducir de forma significativa las lesiones en los pulmones y la carga viral.

En este sentido, la Dra. Magri destaca que el estudio “demuestra que el anticuerpo desarrollado muestra actividad profiláctica y no solo terapéutica, hecho que lo identifica como un candidato potencial para intervenciones clínicas preventivas y de tratamiento de la infección”.

Finalmente, el equipo llevó a cabo un análisis detallado de la estructura del anticuerpo unido a la proteína espícula, para poder entender su funcionamiento y cómo consigue mantener la actividad neutralizante, a pesar de las mutaciones acumuladas por el virus del SARS-CoV-2.

Este estudio estructural, realizado en el CNB-CSIC por el equipo de la Dra. Rocío Arranz, colíder del estudio, permite afirmar que "este anticuerpo tiene la capacidad de unirse a una amplia zona de la espícula del virus, lo que le confiere la habilidad de neutralizar todas las variantes y prevenir que nuevas mutaciones evadan esta neutralización. Esto sugiere que, en esta área de interacción, existe una región conservada en la espícula, la cual podría ser esencial para la capacidad del virus de infectar células humanas".

Antes de su desarrollo para uso en pacientes, habrá que llevar a cabo un ensayo clínico en humanos. De momento, hay una patente europea activa asociada a este proyecto.

“Contar con anticuerpos como el 17T2 es clave para poder proteger a personas inmunocomprometidas y con un riesgo elevado de desarrollar una COVID-19 grave. Los resultados obtenidos nos demuestran que es posible diseñar herramientas capaces de bloquear todas las variantes de un mismo virus. De hecho, abre el camino al diseño de anticuerpos y/o vacunas pan-coronavirus, es decir, con capacidad para combatir diferentes tipos de coronavirus”, concluye el Dr. Julià Blanco, colíder del estudio e investigador principal de IrsiCaixa.

Este proyecto de investigación ha recibido el apoyo de las ayudas de la convocatoria COVID-19 de la Generalitat de Catalunya, así como del programa de investigación Miguel Servet, y ha sido parcialmente financiado por la campaña de mecenazgo #YoMeCorono y la Fundació Glòria Soler.

EN CATALÀ

Un nou anticòs aconsegueix bloquejar totes les variants del SARS-CoV-2 en models preclínics

Un estudi de l’Hospital del Mar Research Institute, l’Institut de Recerca de la Sida IrsiCaixa, centre impulsat conjuntament per la Fundació “la Caixa” i el Departament de Salut de la Generalitat de Catalunya, el Centro Nacional de Biotecnología, que pertany al Consell Superior d’Investigacions Científiques (CNB-CSIC), i la Unitat de Tecnologies de Proteïnes del Centre de Regulació Genòmica (CRG) ha permès desenvolupar un nou anticòs que és actiu davant totes les variants existents del SARS-CoV-2, incloses les subvariants d’òmicron que circulen actualment.

Es tracta d’un anticòs monoclonal –una proteïna del sistema immunitari desenvolupada al laboratori– anomenat 17T2. El treball, en el qual també ha participat un equip científic del CIBER de Malalties Infeccioses (CIBERINFEC), l’acaba de publicar la revista Nature Communications.

L’aïllament del nou anticòs ha estat possible gràcies a les mostres de sang d’un pacient infectat pel SARS-CoV-2 el març del 2020, durant la primera onada de la pandèmia. A partir d’aquestes mostres, es van seleccionar alguns limfòcits B, les cèl·lules de la sang encarregades de produir els anticossos. En concret, es van escollir aquells que generaven anticossos específics contra la proteïna de l’espícula, que és la que permet al virus infectar les cèl·lules humanes, multiplicar-se i desencadenar la COVID-19.

El personal investigador va reproduir, utilitzant tècniques d’enginyeria genètica, aquests anticossos al laboratori. Una vegada aconseguit això, van avaluar in vitro la seva activitat neutralitzant –és a dir, la seva capacitat d’unir-se al virus i bloquejar-lo– davant les diferents variants del SARS-CoV-2 existents fins al moment. Així, van poder seleccionar l’anticòs que aconseguia neutralitzar-les totes, incloent-hi XBB.1.16 i BA.2.86, de les quals en deriven les variants més preocupants actualment.

Com apunta la Dra. Giuliana Magri, líder de l’estudi i que era investigadora de l’Hospital del Mar Research Institute durant la seva realització, “el nostre anticòs manté l’activitat neutralitzant davant totes les variants del SARS-CoV-2”.

Al seu torn, el Dr. Benjamin Trinité, un dels primers autors de l’estudi i investigador sènior d’IrsiCaixa, destaca la importància de la troballa i menciona que “les darreres variants del virus han incorporat desenes de mutacions que dificulten la tasca dels anticossos desenvolupats amb anterioritat, ja que no s’hi poden unir amb tanta eficàcia. Comptar amb un tractament que sigui eficaç tot i que apareguin noves variants del SARS-CoV-2 pot canviar les regles del joc a l’hora de combatre la infecció”.

També capacitat profilàctica

L’estudi va analitzar en un model de ratolí la capacitat terapèutica de l’anticòs, però també l’activitat profilàctica, és a dir, preventiva, del nou tractament, certificant la seva capacitat per reduir de forma significativa les lesions als pulmons i la càrrega viral.

En aquest sentit, la Dra. Magri destaca que l’estudi “demostra que l’anticòs desenvolupat mostra activitat profilàctica i no només terapèutica, fet que l’identifica com un candidat potencial per a intervencions clíniques preventives i de tractament de la infecció”.

Finalment, l’equip va portar a terme una anàlisi detallada de l’estructura de l’anticòs unit a la proteïna espícula, per a poder entendre el seu funcionament i com aconsegueix mantenir l’activitat neutralitzant, a pesar de les mutacions acumulades pel virus del SARS-CoV-2.

Aquest estudi estructural, portat a terme en el CNB-CSIC per l’equip de la Dra. Rocío Arranz, colíder de l’estudi, permet afirmar que "aquest anticòs té la capacitat d’unir-se a una àmplia zona de l’espícula del virus, fet que li confereix l’habilitat de neutralitzar totes les variants i prevenir que noves mutacions evadeixin aquesta neutralització. Això suggereix que, en aquesta àrea d’interacció, existeix una regió conservada a l’espícula, la qual podria ser essencial per a la capacitat del virus d’infectar cèl·lules humanes".

Abans del seu desenvolupament per a ús en pacients, caldrà dur a terme un assaig clínic en humans. De moment, hi ha una patent europea activa associada a aquest projecte.

“Comptar amb anticossos com el 17T2 és clau per poder protegir persones immunocompromeses i amb un risc elevat de desenvolupar una COVID-19 greu. Els resultats obtinguts ens demostren que és possible dissenyar eines capaces de bloquejar totes les variants d’un mateix virus. De fet, obre el camí al disseny d’anticossos i/o vacunes pan-coronavirus, és a dir, amb capacitat per combatre diferents tipus de coronavirus”, conclou el Dr. Julià Blanco, colíder de l’estudi i investigador principal d’IrsiCaixa.

Aquest projecte de recerca ha rebut el suport dels ajuts de la convocatòria COVID-19 de la Generalitat de Catalunya, així com del programa de recerca Miguel Servet, i ha estat parcialment finançat per la campanya de mecenatge #YoMeCorono i la Fundació Glòria Soler.