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권형준 (Hyung-Joon Kwon) 저자 이메일 보기
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  CV updated 2021-11-17 13:25
 
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Dromedary camel nanobodies broadly neutralize SARS-CoV-2 variants
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Abstract

The severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) spike is a trimer of S1/S2 heterodimers with three receptor-binding domains (RBDs) at the S1 subunit for human angiotensin-converting enzyme 2 (hACE2). Due to their small size, nanobodies can recognize protein cavities that are not accessible to conventional antibodies. To isolate high-affinity nanobodies, large libraries with great diversity are highly desirable. Dromedary camels (Camelus dromedarius) are natural reservoirs of coronaviruses like Middle East respiratory syndrome CoV (MERS-CoV) that are transmitted to humans. Here, we built large dromedary camel VHH phage libraries to isolate nanobodies that broadly neutralize SARS-CoV-2 variants. We isolated two VHH nanobodies, NCI-CoV-7A3 (7A3) and NCI-CoV-8A2 (8A2), which have a high affinity for the RBD via targeting nonoverlapping epitopes and show broad neutralization activity against SARS-CoV-2 and its emerging variants of concern. Cryoelectron microscopy (cryo-EM) complex structures revealed that 8A2 binds the RBD in its up mode with a long CDR3 loop directly involved in the ACE2 binding residues and that 7A3 targets a deeply buried region that uniquely extends from the S1 subunit to the apex of the S2 subunit regardless of the conformational state of the RBD. At a dose of ≥5 mg/kg, 7A3 efficiently protected transgenic mice expressing hACE2 from the lethal challenge of variants B.1.351 or B.1.617.2, suggesting its therapeutic use against COVID-19 variants. The dromedary camel VHH phage libraries could be helpful as a unique platform ready for quickly isolating potent nanobodies against future emerging viruses.

논문정보
- 형식: Research article
- 게재일: 2022년 04월 (BRIC 등록일 2022-04-27)
- 연구진: 국외연구진
- 분야: Immunology, Molecular_Biology
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