Forskare som använder artificiell intelligens har identifierat ett ytprotein på monkeypoxviruset som utlöser starka neutraliserande antikroppar hos möss. Proteinet, kallat OPG153, kan bilda grunden för enklare vacciner och antikroppsbehandlingar mot mpox och kan också informera framtida småpoxmotåtgärder, enligt en studie i Science Translational Medicine.
Ett internationellt team av forskare har rapporterat en potentiell ny svag punkt i monkeypoxviruset (MPXV) genom att använda artificiell intelligens för att framhäva ett ytprotein som OPG153, som är lite-studierat, som ett lovande vaccinet- och läkemedelsmål.
I ett arbete publicerat i Science Translational Medicine visar forskarna att OPG153 riktas mot av potenta neutraliserande antikroppar isolerade från personer som tillfrisknat från mpox eller vaccinerats mot relaterade poxvirus. Studien fann att användning av detta protein som vaccinkomponent hos möss utlöste en stark neutraliserande antikroppsrespons, vilket tyder på ett mer fokuserat sätt att utforma framtida vacciner och antikroppsbehandlingar.
Forskningen bygger på den globala mpox-utbrottet 2022, som spred sig till flera länder och smittade mer än 150 000 personer, vilket orsakade nästan 500 dödsfall och symtom inklusive influensaliknande sjukdom, utslag och lesioner. Barn, gravida kvinnor och personer med nedsatt immunförsvar har identifierats som högre risk för allvarlig sjukdom. Under det utbrottet lutade hälsomyndigheter tungt på smittkoppsvacciner, som bygger på försvagade hela virus och kan vara kostsamma och komplexa att tillverka.
"Till skillnad från ett heltvirusvaccin som är stort och komplicerat att producera är vår innovation bara ett enda protein som är lätt att tillverka", sa Jason McLellan, professor i molekylära biovetenskaper vid The University of Texas at Austin och medhuvudförfattare till studien, i ett uttalande från universitetet.
Medhuvudförfattarna Rino Rappuoli och Emanuele Andreano vid Fondazione Biotecnopolo di Siena i Italien identifierade 12 monoklonala antikroppar som neutraliserar MPXV genom att analysera blod från personer som smittats eller vaccinerats. För att avgöra vilka virala komponenter dessa antikroppar kände igen bland ungefär 35 kända ytproteiner använde McLellans team vid UT Austin AI-modellen AlphaFold 3 för att förutsäga troliga bindningspartners.
Modellen pekade med hög tillförlitlighet på OPG153, ett ytprotein kodat av orthopoxviral gen 153. Laboratorieexperiment bekräftade att flera patientderiverade antikroppar band hårt till OPG153 och neutraliserade flera MPXV-klader och vacciniavirus in vitro. I musstudier genererade immunisering med MPXV OPG153 en potent neutraliserande antikroppsrespons mot MPXV och vaccinia, vilket stödjer dess potential som vaccinantigen.
"Det hade tagit år att hitta detta mål utan AI", sa McLellan. "Det var verkligen spännande eftersom ingen tidigare betraktat detta protein för vaccin- eller antikroppsutveckling. Det hade aldrig visats vara ett mål för neutraliserande antikroppar."
Eftersom MPXV är nära besläktat med viruset som orsakar smittkoppor noterar teamet att OPG153-fokuserade tillvägagångssätt också kan stödja ansträngningar att utveckla förbättrade smittkoppsvacciner eller antikroppsbehandlingar.
Forskarna beskriver sin strategi som en form av "omvänd vaccinologi": börja med antikroppar som naturligt produceras av personer som överlevt infektion eller vaccinerats, sedan arbeta bakåt för att identifiera det virala antigenet och konstruera versioner som kan framkalla liknande antikroppar i djurmodeller.
The University of Texas at Austin har lämnat in en patentansökan som täcker användningen av OPG153 och relaterade konstruktioner som vaccinantigener, medan Fondazione Biotecnopolo di Siena har ansökt om patent på antikroppar som riktar sig mot OPG153. Enligt UT Austin finansierades arbetet delvis av Welch Foundation.
