Immunoliposomes as a promising antiviral agent against SARS-COV-2

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

According to the World Health Organization, as of September 13, 2023, there have been approximately 23 million confirmed cases of COVID-19 reported in the Russian Federation, about 400 thousand of which were fatal. Considering the high rate of mutation of the RNA-containing virus genome, which inevitably leads to the emergence of new infectious strains (Eris and Pyrola), the search for medicinal antiviral agents remains an urgent task. Moreover, taking into account the actively mutating receptor-binding domain, this task requires fundamentally new solutions.

This study proposes a candidate immunoliposomal drug that targets the S protein of SARS-CoV-2 by the monoclonal neutralizing antibody P4A1 and ensures the penetration of a highly active ribonuclease into the virus-infected cell, which degrades, among cellular RNA, viral RNA too. We demonstrate a more than 40-fold increase in the neutralizing activity of the developed drug compared to the free monoclonal neutralizing antibody.

Full Text

Restricted Access

About the authors

T. V. Bobik

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: bobik_tanya@mail.ru
Russian Federation, Moscow

M. A. Simonova

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: bobik_tanya@mail.ru
Russian Federation, Moscow

N. U. Rushkevich

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: bobik_tanya@mail.ru
Russian Federation, Moscow

N. N. Kostin

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: bobik_tanya@mail.ru
Russian Federation, Moscow

G. A. Skryabin

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: bobik_tanya@mail.ru
Russian Federation, Moscow

V. D. Knorre

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: bobik_tanya@mail.ru
Russian Federation, Moscow

A. A. Schulga

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: bobik_tanya@mail.ru
Russian Federation, Moscow

E. V. Konovalova

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: bobik_tanya@mail.ru
Russian Federation, Moscow

G. M. Proshkina

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences

Email: bobik_tanya@mail.ru
Russian Federation, Moscow

A. G. Gabibov

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; M.V. Lomonosov Moscow State University

Email: bobik_tanya@mail.ru

Academician of the RAS

Russian Federation, Moscow; Moscow

S. M. Deev

Shemyakin-Ovchinnikov Institute of Bioorganic Chemistry, Russian Academy of Sciences; National Research University Higher School of Economics

Email: bobik_tanya@mail.ru

Academician of the RAS

Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. WHO Coronavirus (COVID-19) Dashboard. https://covid19.who.int
  2. Widyasari K., Kim J. A review of the currently available antibody therapy for the treatment of coronavirus disease 2019 (COVID-19) // Antibodies. 2023. V. 12. № 1. Р. 5.
  3. Lu L., Ding Y., Zhang Y., et al. Antibody-modified liposomes for tumor-targeting delivery of timosaponin AIII // Int. J. Nanomedicine. 2018. V. 13. P. 1927–1944.
  4. Di J., Xie F., Xu Y. When liposomes met antibodies: Drug delivery and beyond // Adv. Drug Deliv. 2020. V. 154–155. P. 151–162.
  5. Park J. W., Kirpotin D. B., Hong K., et al. Tumor targeting using anti-her2 immunoliposomes // Journal of Controlled Release. 2001. V. 74. P. 95–113.
  6. Ott S., Wunderli-Allenspach H. Liposomes and influenza viruses as an in vitro model for membrane interactions I. Kinetics of membrane fusion and lipid transfer // Eur J Pharm Sci. 1994. V. 1. № 6. Р. 323–332.
  7. Guo Y., Huang L., Zhang G., et al. A SARS-CoV-2 neutralizing antibody with extensive Spike binding coverage and modified for optimal therapeutic outcomes // Nat. Commun. 2021. V. 12. № 1. Р. 2623.
  8. Deyev S., Proshkina G., Baryshnikova O., et al. Selective staining and eradication of cancer cells by protein-carrying DARP in-functionalized liposomes // Eur. J. Pharm. Biopharm. 2018. V. 130. P. 296–305.
  9. Kruglova N., Siniavin A., Gushchin Vol., et al. Different neutralization sensitivity of SARS-CoV-2 cell-to-cell and cell-free modes of infection to convalescent sera // Viruses. 2021. V. 13. P. 1133.
  10. Kostin N. N., Bobik T. V., Skryabin G. A., et al. An ELISA platform for the quantitative analysis of SARS-CoV-2 RBD-neutralizing antibodies as an alternative to monitoring of the virus-neutralizing activity // Acta Nat. 2022. V. 14. P. 109–119.
  11. Mosmann T. Rapid colorimetric assay for cellular growth and survival: application to proliferation and cytotoxicity assays // J Immunol Methods. 1983. V. 65 (1–2). P. 55–63.
  12. Jost C., Schilling J., Tamaskovic R. et al. A. Structural basis for eliciting a cytotoxic effect in HER2-overexpressing cancer cells via binding to the extracellular domain of HER2 // Structure. 2013. V. 21. P. 1979–1991.
  13. Zhang Z., King M. R. Neutralization of the new coronavirus by extracting their spikes using engineered liposomes // Nanomedicine. 2023. V. 50. P. 102674.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Absorption spectra of liposomes. The red and blue curves are the absorption spectra of barnase–loaded liposomes and empty liposomes, respectively. The lilac curve is the absorption spectrum of barnase loaded into liposomes, which is obtained by subtracting the absorption spectrum of empty liposomes from the absorption spectrum of proteoliposomes.

Download (211KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Dependence of the luminescence intensity of HEK293T-ACE2 cells expressing the human ACE2 receptor on the surface on the concentration of liposomal preparations in the pseudovirus system.

Download (160KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependence of the luminescence intensity of HEK293T-ACE2 cells expressing the human ACE2 receptor on the surface on the concentration of the P4A1 antibody in liposomal preparations and buffer solution in the pseudovirus system.

Download (167KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».