Ein wissenschaftliches Team unter der Leitung von Forschern des Applied Biomedical Science Institute (ABS), Scripps Research, der Kansas State University (K-State), der University of Louisville, OmniAb, Inc. und Ligand Pharmaceuticals hat eine potenzielle neue Klasse von Therapeutika entdeckt und validiert, die auf den einzigartigen Antigenbindungsregionen von Kuh-Antikörpern basieren. In ihrer in den Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichten Arbeit "The smallest functional antibody fragment: ultralong CDR H3 antibody knob regions potently neutralize SARS-CoV-2" entdeckte das Forscherteam Kuh-Antikörper mit breiter Reaktivität und hoher Wirksamkeit gegen mehrere Varianten des SARS-CoV-2 Virus. Sie entwickelten dann die Technologie, um nur den Coronavirus-bindenden Teil des Antikörpers zu produzieren, der als 'Knubbel'-Region bezeichnet wird und ein winziges Fragment des großen Stammantikörpers ist.

"Mit etwa 3 % der Größe des ursprünglichen Antikörpers sind die Kuhknubbelregionen die kleinsten bekannten funktionalen Antikörperfragmente. Sie nähern sich der Größe einiger niedermolekularer Medikamente und sind dreimal kleiner als von Kamel-Antikörpern abgeleitete 'Nanokörper'. Knobs haben potenziell viele biomedizinische Verwendungsmöglichkeiten, unter anderem als Therapeutika und Diagnostika", sagte Dr. Vaughn Smider, der Hauptautor der Studie und Präsident von ABS.

Zu den potenziellen Vorteilen solcher kleinen Antikörperfragmente gehören eine verbesserte Gewebepenetration, Clearance und Stabilität. Während die aktuelle Studie den Nutzen von Knobs bei der Bekämpfung von Coronaviren aufzeigt, erstreckt sich ihr Potenzial als therapeutische Klasse auf viele Therapiebereiche, einschließlich der Onkologie und Immunologie. Zukünftige Forschungsanwendungen von Knobs umfassen ihre Verwendung als Zielregionen für Nanopartikel, Antikörper-Wirkstoff-Konjugate oder multispezifische Therapeutika.

Die Antikörper und die davon abgeleiteten Knubbelregionen wurden im Labor von Dr. Waithaka Mwangi an der K-State in Kühen induziert und von Erstautor Ruiqi Huang und einem Team von Wissenschaftlern an der ABS entdeckt und ausgewertet und anschließend in den Labors von Dr. Kyeong-Ok Chang (USA) auf ihre antiviralen Eigenschaften untersucht. Kyeong-Ok Chang (K-State), Donghoon Chung (Louisville), John Teijaro (Scripps Research) und Dennis Burton (Scripps Research) auf ihre antiviralen Eigenschaften hin untersucht. Eine detaillierte strukturelle Charakterisierung wurde bei Scripps Research in den Labors von Dr. Ian Wilson, Robyn Stanfield, Andrew Ward, Jane Dyson und Peter Wright durchgeführt.

Mitarbeiter aus der Industrie unter der Leitung von Dr. William Harriman bei OmniAb, Inc. und Dr. Jeff Allen bei Pelican, einer Tochtergesellschaft von Ligand Pharmaceuticals, arbeiteten an der analytischen Charakterisierung und der Herstellung der Knöpfe mit. Minotaur Therapeutics (ein ABS-Spin-Out-Unternehmen) entwickelt im Rahmen einer Unterlizenz von OmniAb, Inc. kommerzielle Technologien im Zusammenhang mit der Entdeckung und Entwicklung von Knob-Regionen (Picobody).