Antistoffen afkomstig van lama’s blijken het coronavirus SARS-CoV-2 te kunnen neutraliseren.

Wereldwijd wordt momenteel hard gezocht naar een effectieve behandeling van COVID-19: de ziekte die veroorzaakt wordt door het coronavirus SARS-CoV-2. Britse onderzoekers zoeken zo’n behandeling in een op het eerste gezicht wel heel onverwachtse hoek: bij de lama’s.

Antistoffen binden zich aan SARS-CoV-2
En met succes. Want in het blad Nature Structural and Molecular Biology beschrijven ze hoe ze de antistoffen van lama’s in het laboratorium op de virusdeeltjes hebben losgelaten. De antistoffen bleken zich – na enkele aanpassingen – uitstekend aan het beruchte spike-eiwit van het virus te binden. Dit eiwit gebruikt het virus om menselijke cellen binnen te dringen, maar wanneer antistoffen zich aan het eiwit binden, lukt dat niet meer. En zo maken de antistoffen het virus in principe onschadelijk.


De onderzoekers hopen dat de antistoffen op termijn gebruikt kunnen worden in de behandeling van patiënten met een ernstige vorm van COVID-19. Wellicht kunnen ze het virus dat dan reeds in het lichaam van patiënten rondwaart, een halt toeroepen en zo het herstel van de patiënten bespoedigen.

Op het oppervlak van het coronavirus SARS-CoV-2 bevinden zich zogenoemde ‘spikes’: eiwitten waarmee het virus zich kan binden aan de ACE 2-receptor en menselijke cellen binnen kan dringen. De nieuwe antistoffen die onderzoekers nu dankzij lama’s hebben verkregen, binden zich aan deze spike-eiwitten, waardoor ze zich niet meer aan de ACE 2-receptor kunnen binden en het virus er dus niet meer in slaagt om menselijke cellen binnen te dringen. Afbeelding: The Rosalind Franklin Institute.

Aangepaste antistoffen
Dat onderzoekers hun toevlucht zoeken tot lama’s klinkt misschien een beetje vreemd. Maar dat is het niet. Lama’s – maar ook kamelen en alpaca’s – maken van nature kleine antistoffen aan. Deze antistoffen hebben een eenvoudigere structuur dan de antistoffen van veel andere soorten organismen en kunnen dan ook iets eenvoudiger worden aangepast. En dat is precies wat de onderzoekers hebben gedaan om antistoffen te verkrijgen die zich uitstekend aan SARS-CoV-2 binden. “Wij isoleerden antistoffen die zich reeds – weliswaar vrij zwak – aan het spike-eiwit van het virus binden,” zo legt onderzoeker Ray Owens uit aan Scientias.nl. “Vervolgens veranderden we geheel onwillekeurig een specifieke sequentie in de antistoffen waarvan we verwachtten dat deze een rol speelde in de binding met het spike-eiwit. En uit die aangepaste antistoffen hebben we vervolgens de antistoffen geselecteerd die zich veel sterker aan het spike-eiwit bonden en die het tijdens laboratoriumexperimenten ook bleken te neutraliseren.”

Fifi
Na deze veelbelovende experimenten gingen de onderzoekers nog een stap verder. Ze stelden de lama Fifi bloot aan onschadelijke eiwitten van het coronavirus, in de hoop dat ze antistoffen tegen het virus aan zou maken. En dat deed ze. “In tests bleken deze antistoffen zich nog beter aan het virus te binden dan de door ons aangepaste antistoffen, dus we werken nu verder met deze natuurlijke antistoffen.”


Cocktails
Mocht er uiteindelijk een op deze antistoffen gebaseerde behandeling ontwikkeld worden, dan bestaat deze hoogstwaarschijnlijk uit een cocktail van antilichamen. “We waren in staat om één van de antistoffen (van de lama’s, red.) te combineren met een menselijke antistof en hebben aangetoond dat die combinatie nog krachtiger was dan elk van de antistoffen op zichzelf,” aldus onderzoeker James Naismith. Ook een combinatie van verschillende antistoffen afkomstig van lama’s is een optie. “We zien dat onze antistoffen zich aan verschillende delen van het spike-eiwit binden,” legt Owens aan Scientias.nl uit. “Dus door er twee of meer te combineren, verwachten we een cocktail te verkrijgen die veel beter in staat is om het virus te neutraliseren dan elke antistof afzonderlijk. We zijn dit idee nu nog aan het testen.”

Veel werk verzet in weinig tijd
De afgelopen weken is er door Owens en collega’s – aangemoedigd door de urgente situatie wereldwijd – hard gewerkt aan de antistoffen. “In twaalf weken tijd hebben we de antistoffen gecreëerd, geanalyseerd en getest. Experimenten die normaal gesproken maanden in beslag zouden nemen, zijn in enkele dagen uitgevoerd. En we hopen dan ook dat we met deze doorbraak snel
door kunnen naar de pre-klinische experimenten.” Tijdens deze experimenten wordt de aanpak onder dieren getest. “Tot op heden hebben we aangetoond dat de antistoffen het virus in het laboratorium kunnen neutraliseren door te voorkomen dat het zich aan menselijke cellen bindt (…) Om er nu een potentiële behandeling tegen COVID-19 van te maken, moeten we aantonen dat het ook in een diermodel van de ziekte (oftewel een proefdier met SARS-CoV-2 of iets wat daar sterk op lijkt, red.) werkt.”

Op tijd?
Er moet dus nog wel wat werk verzet worden, voor er gedacht kan worden aan klinisch onderzoek: experimenten waarin de behandeling daadwerkelijk onder mensen wordt getest. Het roept de vraag op of deze antistoffen snel genoeg doorontwikkeld kunnen worden om nog tijdens deze pandemie het verschil te maken. “Toewerken naar tests onder coronapatiënten blijft een hoge prioriteit hebben, maar hoelang dat duurt, is lastig te zeggen,” vertelt Owens desgevraagd. “Het lijkt echter waarschijnlijk dat COVID-19 nog wel een tijdje onder ons blijft.”

En dus zetten Owens en collega’s door. “Onze studie heeft – als het gaat om het voorkomen dat SARS-CoV-2 menselijke cellen infecteert – mogelijk een Achilleshiel van het virus geïdentificeerd. En dat kan ons niet alleen helpen bij het identificeren van klinisch nuttige antistoffen, maar ook bij het ontwikkelen van vaccins die beschermen tegen virale infectie.”