Тримерный ACE2 нейтрализует коронавирус в культуре клеток

Ученые из США показали, что тримерный конструкт на основе человеческого белка ACE2 эффективно ингибирует проникновение коронавируса в клетку.

Клеточный ACE2 опосредует заражение коронавирусом, взаимодействуя с рецептор-связывающим доменом (RBD) вирусного S-белка. Кроме того, ACE2 служит ключевым регулятором ренин-ангиотензиновой системы (РАС), которая контролирует объем внеклеточной жидкости и гомеостаз артериального давления. Ранее сообщалось, что человеческий рекомбинантный растворимый ACE2 (hrsACE2) блокирует инфекцию SARS-CoV-2 в культурах клеток и органоидов, связываясь с S-белком и перехватывая таким образом коронавирус. (Если RBD занят hrsACE2, он не может взаимодействовать с ACE2 клетки.) В настоящее время препарат APN01 на основе hrsACE2 тестируется в фазе 2 клинических исследований. Использование экзогенного ACE2 также может модулировать РАС, предотвращая повреждение органов.

Авторы новой работы сконструировали различные варианты ACE2, мономерные, димерные и тримерные, экспрессировали их в клетках HEK293 и проанализировали эффективность их связывания с RBD SARS-CoV-2. Структуру комплексов рекомбинантного ACE2 с S-белком коронавируса определили с помощью криоэлектронной микроскопии.

Наибольшую аффинность к вирусному белку продемонстрировал тримерный ACE2. В экспериментах in vitro ученые показали, что конструкты сохраняют ферментативную активность дикого типа. В частности, они блокируют активацию рецептора ангиотензина AT1R, опосредующего повышение артериального давления.

Противовирусную активность различных вариантов ACE2 ученые проверили на клеточной культуре, используя вирус мышиной лейкемии и ВИЧ, псевдотипированные S-белком SARS-CoV-2 с заменой D614G. Наивысшую нейтрализующую активность продемонстрировал тримерный вариант ACE2. Схожие результаты были получены в экспериментах с аутентичным SARS-CoV-2.

Авторы считают, что тримерный рекомбинантный ACE2 может иметь конкурентное преимущество перед другими препаратами, нацеленными на RBD коронавируса, например, перед моноклональными антителами с такой же аффинностью. Кроме того, аффинность связывания наиболее удачного тримерного конструкта с S-белков в 200 раз выше, чем у препарата APN01, проходящего клинические испытания. По мнению авторов, структурный подход, примененный в работе, можно использовать для улучшения APN01.