Intracellulaire nanobodies om Ehrlichia-infectie te remmen

juni 2021 Medisch Onderzoek Willem van Altena

In een recente studie van Zhang et al. is bewezen dat een nanobody bacteriële effector Etf-1 functies kan blokkeren en hiermee een Ehrlichia chaffeensis-infectie tegen kan gaan in een celcultuur en muismodel. Ehrlichia is een geslacht van Rickettsiales-bacteriën die door teken op gewervelde dieren worden overgedragen. De resultaten impliceren dat een therapeutische behandeling met nanobodies mogelijk een oplossing kan bieden voor menselijke monocytische ehrlichiose en andere ziekten veroorzaakt door intracellulaire infecties.

NANOBODIES ALS BEHANDELING VOOR INTRACELLULAIRE INFECTIES

Omdat er nog weinig bekend is over intracellulaire infecties en toedieningsmethoden van therapeutische middelen, zijn infecties door intracellulaire bacteriën nog moeilijk te behandelen.

Ehrlichia translocatie factor-1 (Etf-1), een type IV secretiesysteem (T4SS) effector, is een primaire virulentiefactor voor een intracellulaire bacterie, Ehrlichia chaffeensis. In dit onderzoek zijn Etf-1 specifieke nanobodies ontwikkeld. Dit is gedaan door  middel van immunisatie van een lama, waarna vervolgens bepaald werd welke intracellulaire nanobodies Etf-1-functies en een Ehrlichia-infectie blokkeren. In het onderzoek is gebruik gemaakt van een combinatie van nanobodies, transfectie en een celpermeabele peptide-afgiftemethodes om de infectie te remmen en de onderliggende mechanismen vast te stellen.

NANOBODY NBD7 ALS BESTE BEHANDELING TEGEN E. CHAFFEENSIS-INFECTIE

Van de 24 verschillende anti-Etf-1 nanobodies blokkeerde de nanobody NbD7 het best de mitochondriale lokalisatie van Etf-1-GFP in gecotransfecteerde cellen. NbD7 en de controle nanobody (NbD3) bonden aan verschillende regio’s van Etf-1. Er werd aangetoond dat het NbD7- en Etf-1-complex stabieler was dan het NbD3- en Etf-1-complex. NbD7 remde drie acties van Etf-1 en E. chaffeensis: opwaartse regulatie van mitochondriaal mangaansuperoxide-dismutase, reductie van intracellulaire reactieve zuurstofsoorten en remming van cellulaire apoptose. Als resultaat remde NbD7 hiermee de E. chaffeensis-infectie in tegenstelling tot NbD3.

NbD7 werd geconjugeerd met gecycliseerd celpermeabel peptide 12 (CPP12-NbD7) om de nanobodies veilig en effectief in te brengen in het cytoplasma van de gastheercel. CPP12-NbD7 drong effectief de gastheercellen binnen en ging de blokkade van cellulaire apoptose tegen, die veroorzaakt was door E. chaffeensis.

Concluderend kan gesteld worden dat er een nanobody is gevonden die interfereert met T4SS-effectorfuncties en intracellulaire pathogeeninfectie, samen met een intracellulaire toedieningsmethode voor deze nanobody. Deze strategie zou uiteindelijk kunnen helpen bij het ontwikkelen van therapieën die een alternatief of aanvulling kunnen bieden voor het huidige brede spectrum van antibiotica.

Zhang W, Lin M, Yan Q et al. An intracellular nanobody targeting T4SS effector inhibits Ehrlichia infection. Proc Natl Acad Sci U S A. 2021 May 4;118(18):e2024102118.

X