Highlight
โควิด-19 ซึ่งเกิดจากเชื้อไวรัส SARS-CoV-2 ส่งผลกระทบหลักต่อปอด ทำให้เกิดโรคปอดบวมและทำความเสียหายต่อเนื้อเยื่อปอดได้ ไวรัสนี้เข้าสู่เซลล์โดยใช้โปรตีนหนาม (spike protein) ที่จับกับตัวรับ ACE2 ซึ่งพบได้บ่อยในเซลล์ของปอดและเนื้อเยื่ออื่น ๆ ในร่างกาย การศึกษานี้ได้สร้างอนุภาคคล้ายไวรัส (VLPs) หรือไวรัสที่มีเฉพาะโครงภายนอกไม่สามารถติดเชื้อได้ จากไวรัสของกุ้งก้ามกราม โดยออกแบบให้อนุภาคมีโปรตีนขนาดเล็กที่เรียกว่า ACE2tp ซึ่งสามารถจับกับตัวรับ ACE2 บนผิวเซลล์ได้ โดยให้ชื่อว่า ACE2tp-MrNV-VLPs การเติมโปรตีน ACE2tp เข้าไปบนผิวของอนุภาคไม่ได้ส่งผลกระทบต่อโครงสร้างและรูปทรงปกติของอนุภาคคล้ายไวรัสเหล่านี้ แต่พบว่าโปรตีน ACE2tp ที่เพิ่มเข้าไป กลับช่วยให้อนุภาคจับและเข้าสู่เซลล์มนุษย์ที่มีตัวรับ ACE2 ได้อย่างมีประสิทธิภาพ นอกจากนี้แล้วยังพบว่า อนุภาค ACE2tp-MrNV-VLPs สามารถยับยั้งการจับและเข้าสู่เซลล์ของไวรัส SARS-CoV-2 สายพันธุ์ดั้งเดิม (Wuhan) และสายพันธุ์กลายพันธุ์ เช่น Omicron BA.2 และ Delta ได้ การวิจัยนี้แสดงให้เห็นว่าอนุภาค ACE2tp-MrNV-VLPs อาจถูกนำมาใช้คล้ายวัคซีนเพื่อป้องกันการติดเชื้อจาก SARS-CoV-2 สายพันธุ์ต่าง ๆ และอาจใช้เป็นตัวนำส่งยารักษาโรคไปยังเซลล์ที่ติดเชื้อในอนาคตได้อีกด้วย
ที่มาและความสำคัญ
พัฒนาอนุภาคเสมือนของไวรัสกุ้งก้ามกราม ให้สามารถจับกับเซลล์มนุษย์ เพื่อผลิตวัคซีนหรืออนุภาคขนส่งยาเพื่อป้องกันโรค COVID-19
Abstract
SARS-CoV-2, the cause of COVID-19, primarily targets lung tissue, leading to pneumonia and lung injury. The spike protein of this virus binds to the common receptor on susceptible tissues and cells called the angiotensin-converting enzyme-2 (ACE2) of the angiotensin (ANG) system. In this study, we produced chimeric Macrobrachium rosenbergii nodavirus virus-like particles, presenting a short peptide ligand (ACE2tp), based on angiotensin-II (ANG II), on their outer surfaces to allow them to specifically bind to ACE2-overexpressing cells called ACE2tp-MrNV-VLPs. Replacing the ACE2tp at the protruding domains (P-domain) of the MrNV capsid proteins did not affect their normal assembly into icosahedral VLPs. The presentation of the ACE2tp on the P-domains significantly improved the binding and internalization of ACE2tp-MrNV-VLPs to hACE2-overexpressing HEK293T cells in a concentration-dependent manner. Furthermore, ACE2tp-MrNV-VLPs exhibited the ability to block the binding and infection of SARS-CoV-2 pseudovirus variants, including Wuhan, BA.2 Omicron, and Delta subtypes. Our results suggest that chimeric ACE2tp-MrNV-VLPs can serve as a blocking agent against various SARS-CoV-2 mutated variants and could also potentially serve as target-specific nano-containers to carry therapeutic agents to combat SARS-CoV-2 infections in the future.
KEYWORDS: Virus-like particle, Macrobrachium rosenbergii nodavirus (MrNV), Nanotechnology, Genetic modification, SARS-CoV-2, Recombinant capsid protein
Citation: Boonkua, S., Thongsum, O., Soongnart, P. et al. Development of chimeric MrNV virus-like particles capable of binding to SARS-CoV-2-susceptible cells and reducing infection by pseudovirus variants. Sci Rep 14, 31431 (2024). https://doi.org/10.1038/s41598-024-83024-z
RELATED SDGs:
3. GOOD HEALTH AND WELL-BEING
ผู้ให้ข้อมูล: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
ชื่ออาจารย์ที่ทำวิจัย: รองศาสตราจารย์ ดร.สมลักษณ์ อสุวพงษ์พัฒนา, รองศาสตราจารย์ ดร.วัฒนา วีรชาติยานุกูล, ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
ชื่อนักศึกษาที่ทำวิจัย: Supawich Boonkua, Orawan Thongsum, Purimpuch Sonngnart, Rueangtip Chantunmapitak, Somkid Jaranathummakul
แหล่งทุนวิจัย: โครงการปริญาเอกกาญจนาภิเษก
Credit ภาพ: ผู้ช่วยศาสตราจารย์ ดร.มนสิชา สมฤทธิ์
Webmaster: ว่าที่ ร.อ. นเรศ จันทรังสิกุล
Tags: Genetic modification, Macrobrachium rosenbergii nodavirus (MrNV), Nanotechnology, Recombinant capsid protein, SARS-CoV-2, Virus like particle
