Mit Nanobodies ausgestattete extrazelluläre Vesikel, die nasal verabreicht werden, reduzieren die SARS-CoV-2-Lungeninfektion.

<p>Die Forschung zur Behandlung von COVID-19 hat sich zunehmend auf kombinierte Ansätze konzentriert, die sowohl die virale Replikation als auch die schädliche Entzündungsreaktion adressieren. Monoklonale Antikörper haben sich als klinisch nützlich erwiesen, verlieren jedoch an Wirksamkeit, wenn sich Mutationen im Spike-Protein über Varianten hinweg ansammeln. Extrazelluläre Vesikel bieten eine vielseitige, biokompatible Plattform für die Wirkstoffabgabe, die mit funktionalen Zielstrukturen an der Oberfläche ausgestattet werden kann, um potenziell einige der Einschränkungen von Antikörpern zu überwinden.</p>

<p>Diese Studie baut auf früheren Arbeiten auf, in denen HEK293-abgeleitete EVs so entwickelt wurden, dass sie VHH72 anzeigen – ein Kameliden-Einzel-Domänen-Antikörper (Nanobody), der an ein hochkonserviertes Epitop auf dem SARS-CoV-2-Spike-Protein bindet, das mit der CR3022-Antikörper-Bindungsstelle geteilt wird – und gezeigt wurde, dass sie mehrere Varianten in vitro neutralisieren. Hier wurde dasselbe VHH72-CD63-Fusionskonstrukt in neuronalen Stammzellen (NSCs) exprimiert, die dafür bekannt sind, EVs mit intrinsischen entzündungshemmenden Eigenschaften zu produzieren. EVs wurden unter Verwendung des EXOtic-Verpackungssystems produziert (Ko-Transfektion von CD63-VHH72 mit einem Connexin43 S368A EV-Freisetzungs-Booster-Plasmid), durch Ultrazentrifugation gereinigt und mittels Nanopartikel-Tracking-Analyse (NTA), dynamischer Lichtstreuung (Zetasizer) und Transmissionselektronenmikroskopie charakterisiert.</p>

<p>In vitro reduzierten NSC-abgeleitete anti-CoV-2 EVs, die mit 250 PFU des SARS-CoV-2 Wuhan-Stamms inkubiert wurden, bevor sie Vero E6-Zellen ausgesetzt wurden, die Infektion auf ein Niveau, das den Kontrollen mit anti-SARS-CoV-2-Monoklonalen Antikörpern (CB6 und 5309) entsprach, während Kontroll-EVs ohne VHH72 keinen signifikanten Effekt hatten. Für In-vivo-Tests wurden K18-hACE2-transgene Mäuse intranasal mit 10⁴ PFU von lebendem SARS-CoV-2 infiziert und dann intranasal mit anti-CoV-2 oder Kontroll-EVs nach der Infektion behandelt. Digitales PCR-Targeting des SARS-CoV-2-N-Gens zeigte signifikant reduzierte virale Kopienzahlen in den Lungen der mit anti-CoV-2-EVs behandelten Mäuse. Biodistributionsstudien mit DIR-markierten EVs bestätigten, dass intranasal verabreichte NSC-EVs effizient in die Lungen lokalisierten.</p>

<p>Die NanoString nCounter Mouse Inflammation Panel Transkriptomik an Lungengewebe zeigte, dass die Behandlung mit anti-CoV-2-EVs milde, aber messbare entzündungshemmende Effekte ausübte, mit Modulation von Schlüsselgenen der Entzündungspfade. qRT-PCR bestätigte Tendenzen zu einer reduzierten Expression von proinflammatorischen Zytokinen, einschließlich IFN-α, IFN-β, IFN-γ, TNF-α, IL-6 und MCP-1 in behandelten Tieren. Die Autoren führen die entzündungshemmende Komponente teilweise auf die intrinsischen immunmodulatorischen Eigenschaften der NSC-abgeleiteten EVs zurück, die offenbar die direkte antivirale Neutralisation durch Oberflächen-VHH72 ergänzen.</p>

<p>Diese Studie ist bemerkenswert als der erste In-vivo-Proof-of-Concept für intranasal verabreichte, mit Nanobodies dekorierte EVs gegen ein Atemwegsvirus. Die Plattform ist konzeptionell attraktiv: EVs sind von Natur aus biokompatibel, können aus definierten Zellquellen produziert werden und können an der Oberfläche so entwickelt werden, dass sie mehrere virale Epitope anvisieren oder zusätzliche therapeutische Nutzlasten tragen. Der intranasale Weg liefert die Therapie direkt an den primären Ort der SARS-CoV-2-Replikation, was potenziell den lokalen antiviralen und entzündungshemmenden Effekt maximiert, während die systemische Exposition minimiert wird.</p>