Published November 27, 2020
| Version v1
Publication
Open
Monoclonal Antibodies B38 and H4 Produced in Nicotiana benthamiana Neutralize SARS-CoV-2 in vitro
Creators
- 1. Chulalongkorn University
- 2. Mahidol University
Description
The ongoing coronavirus disease 2019 (COVID-19) outbreak caused by novel zoonotic severe acute respiratory syndrome coronavirus 2 (SARS-CoV-2) was initially reported in Wuhan city, Hubei Province of China, in late December 2019. The rapid global spread of the virus calls for the urgent development of vaccines or therapeutics for human applications to combat the coronavirus infection. Monoclonal antibodies (mAbs) have been utilized as effective therapeutics for treating various infectious diseases. In the present study, we evaluated the feasibility of plant expression system for the rapid production of recently identified therapeutically suitable human anti-SARS-CoV-2 mAbs B38 and H4. Transient co-expression of heavy-chain and light-chain sequences of both the antibodies by using plant expression geminiviral vector resulted in rapid accumulation of assembled mAbs in Nicotiana benthamiana leaves within 4 days post-infiltration. Furthermore, both the mAbs were purified from the plant crude extracts with single-step protein A affinity column chromatography. The expression level of mAb B38 and H4 was estimated to be 4 and 35 μg/g leaf fresh weight, respectively. Both plant-produced mAbs demonstrated specific binding to receptor binding domain (RBD) of SARS-CoV-2 and exhibited efficient virus neutralization activity in vitro . To the best of our knowledge, this is the first report of functional anti-SARS-CoV-2 mAbs produced in plants, which demonstrates the ability of using a plant expression system as a suitable platform for the production of effective, safe, and affordable SARS-CoV-2 mAbs to fight against the spread of this highly infectious pathogen.
Translated Descriptions
⚠️
This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%
Translated Description (Arabic)
تم الإبلاغ في البداية عن تفشي مرض فيروس كورونا 2019 (COVID -19) الناجم عن فيروس كورونا 2 (SARS - CoV -2) في مدينة ووهان بمقاطعة هوبي الصينية في أواخر ديسمبر 2019. يستدعي الانتشار العالمي السريع للفيروس التطوير العاجل للقاحات أو علاجات للتطبيقات البشرية لمكافحة عدوى فيروس كورونا. تم استخدام الأجسام المضادة وحيدة النسيلة (MABS) كعلاجات فعالة لعلاج الأمراض المعدية المختلفة. في هذه الدراسة، قمنا بتقييم جدوى نظام التعبير النباتي للإنتاج السريع لمضادات سارس- كوف-2 البشرية المناسبة علاجيًا مؤخرًا B38 و H4. أدى التعبير المشترك العابر للسلسلة الثقيلة والسلسلة الخفيفة لكل من الأجسام المضادة باستخدام ناقلات الفيروسات التوأمية للتعبير النباتي إلى تراكم سريع لـ mAbs المجمعة في أوراق Nicotiana benthamiana في غضون 4 أيام بعد التسلل. علاوة على ذلك، تم تنقية كل من mAbs من المستخلصات الخام النباتية باستخدام كروماتوغرافيا عمود تقارب البروتين A أحادي الخطوة. تم تقدير مستوى تعبير MAB B38 و H4 ليكون 4 و 35 ميكروغرام/غرام من وزن الورقة الطازج، على التوالي. أظهر كل من mAbs المنتج من النباتات ارتباطًا محددًا بمجال ربط المستقبلات (RBD) لـ SARS - CoV -2 وأظهر نشاطًا فعالًا لتحييد الفيروسات في المختبر . على حد علمنا، هذا هو التقرير الأول لـ mAbs الوظيفية المضادة لـ SARS - CoV -2 المنتجة في النباتات، مما يدل على القدرة على استخدام نظام التعبير النباتي كمنصة مناسبة لإنتاج mAbs SARS - CoV -2 فعالة وآمنة وبأسعار معقولة لمكافحة انتشار هذا الممرض شديد العدوى.Translated Description (French)
L'épidémie actuelle de coronavirus 2019 (COVID-19) causée par le nouveau coronavirus 2 du syndrome respiratoire aigu sévère zoonotique (SRAS-CoV-2) a été initialement signalée dans la ville de Wuhan, dans la province chinoise du Hubei, fin décembre 2019. La propagation mondiale rapide du virus nécessite le développement urgent de vaccins ou de thérapies pour des applications humaines afin de lutter contre l'infection à coronavirus. Les anticorps monoclonaux (anticorps monoclonaux) ont été utilisés comme agents thérapeutiques efficaces pour traiter diverses maladies infectieuses. Dans la présente étude, nous avons évalué la faisabilité d'un système d'expression végétale pour la production rapide d'anticorps monoclonaux humains anti-SARS-CoV-2 B38 et H4 thérapeutiquement appropriés récemment identifiés. La co-expression transitoire des séquences à chaîne lourde et à chaîne légère des deux anticorps en utilisant un vecteur géminiviral d'expression végétale a entraîné une accumulation rapide d'anticorps monoclonaux assemblés dans les feuilles de Nicotiana benthamiana dans les 4 jours suivant l'infiltration. De plus, les deux anticorps monoclonaux ont été purifiés à partir des extraits bruts de plantes par chromatographie sur colonne d'affinité de la protéine A en une seule étape. Le niveau d'expression de l'Acm B38 et H4 a été estimé à 4 et 35 μg/g de poids frais des feuilles, respectivement. Les deux anticorps monoclonaux produits à partir de plantes ont démontré une liaison spécifique au domaine de liaison aux récepteurs (RBD) du SRAS-CoV-2 et ont montré une activité efficace de neutralisation du virus in vitro . À notre connaissance, il s'agit du premier rapport sur les anticorps monoclonaux anti-SARS-CoV-2 fonctionnels produits dans les plantes, qui démontre la capacité d'utiliser un système d'expression végétale comme plate-forme appropriée pour la production d'anticorps monoclonaux anti-SARS-CoV-2 efficaces, sûrs et abordables pour lutter contre la propagation de cet agent pathogène hautement infectieux.Translated Description (Spanish)
El brote en curso de enfermedad por coronavirus 2019 (COVID-19) causado por el nuevo coronavirus 2 del síndrome respiratorio agudo severo zoonótico (SARS-CoV-2) se informó inicialmente en la ciudad de Wuhan, provincia de Hubei de China, a fines de diciembre de 2019. La rápida propagación mundial del virus exige el desarrollo urgente de vacunas o terapias para aplicaciones humanas para combatir la infección por coronavirus. Los anticuerpos monoclonales (mAb) se han utilizado como agentes terapéuticos eficaces para el tratamiento de diversas enfermedades infecciosas. En el presente estudio, evaluamos la viabilidad del sistema de expresión vegetal para la producción rápida de mAb B38 y H4 anti-SARS-CoV-2 humanos terapéuticamente adecuados recientemente identificados. La coexpresión transitoria de secuencias de cadena pesada y cadena ligera de ambos anticuerpos mediante el uso del vector geminiviral de expresión vegetal dio como resultado una rápida acumulación de mAb ensamblados en hojas de Nicotiana benthamiana dentro de los 4 días posteriores a la infiltración. Además, ambos mAb se purificaron a partir de los extractos brutos de plantas con cromatografía en columna de afinidad de proteína A de una sola etapa. El nivel de expresión de mAb B38 y H4 se estimó en 4 y 35 μg/g de peso fresco de la hoja, respectivamente. Ambos mAb producidos en plantas demostraron unión específica al dominio de unión al receptor (RBD) del SARS-CoV-2 y exhibieron una actividad de neutralización de virus eficiente in vitro . Hasta donde sabemos, este es el primer informe de mAbs funcionales anti-SARS-CoV-2 producidos en plantas, que demuestra la capacidad de utilizar un sistema de expresión vegetal como una plataforma adecuada para la producción de mAbs SARS-CoV-2 efectivos, seguros y asequibles para luchar contra la propagación de este patógeno altamente infeccioso.Files
pdf.pdf
Files
(1.3 MB)
| Name | Size | Download all |
|---|---|---|
|
md5:d12f0871b43b92677caa3ff3196f716a
|
1.3 MB | Preview Download |
Additional details
Additional titles
- Translated title (Arabic)
- الأجسام المضادة وحيدة النسيلة B38 و H4 المنتجة في نيكوتيانا بنثاميانا تحييد سارس- كوف-2 في المختبر
- Translated title (French)
- Anticorps monoclonaux B38 et H4 produits dans Nicotiana benthamiana neutralisent le SRAS-CoV-2 in vitro
- Translated title (Spanish)
- Anticuerpos monoclonales B38 y H4 producidos en Nicotiana benthamiana neutralizan el SARS-CoV-2 in vitro
Identifiers
- Other
- https://openalex.org/W3108094105
- DOI
- 10.3389/fpls.2020.589995
References
- https://openalex.org/W1678784904
- https://openalex.org/W1966238900
- https://openalex.org/W1971276098
- https://openalex.org/W1981256679
- https://openalex.org/W1985588717
- https://openalex.org/W1992469964
- https://openalex.org/W2028165442
- https://openalex.org/W2054270822
- https://openalex.org/W2060562621
- https://openalex.org/W2067367025
- https://openalex.org/W2069221009
- https://openalex.org/W2071202867
- https://openalex.org/W2088465788
- https://openalex.org/W2105493445
- https://openalex.org/W2107228902
- https://openalex.org/W2107757679
- https://openalex.org/W2111492898
- https://openalex.org/W2114638149
- https://openalex.org/W2117671399
- https://openalex.org/W2121558572
- https://openalex.org/W2128196947
- https://openalex.org/W2134238361
- https://openalex.org/W2138361815
- https://openalex.org/W2155467153
- https://openalex.org/W2161428851
- https://openalex.org/W2166887679
- https://openalex.org/W2167381455
- https://openalex.org/W2176043983
- https://openalex.org/W2189310977
- https://openalex.org/W2280244482
- https://openalex.org/W2397218916
- https://openalex.org/W2483255427
- https://openalex.org/W2515501492
- https://openalex.org/W2544612685
- https://openalex.org/W2560347605
- https://openalex.org/W2591043104
- https://openalex.org/W2602116138
- https://openalex.org/W2745693255
- https://openalex.org/W2763110750
- https://openalex.org/W2784688928
- https://openalex.org/W2797023248
- https://openalex.org/W2807572401
- https://openalex.org/W2810020501
- https://openalex.org/W2883378192
- https://openalex.org/W2908583168
- https://openalex.org/W2909398063
- https://openalex.org/W2912486425
- https://openalex.org/W2945686955
- https://openalex.org/W2950860391
- https://openalex.org/W2969915597
- https://openalex.org/W2971560749
- https://openalex.org/W2982079059
- https://openalex.org/W2991037039
- https://openalex.org/W2998776848
- https://openalex.org/W2999111521
- https://openalex.org/W3001465255
- https://openalex.org/W3001897055
- https://openalex.org/W3006703916
- https://openalex.org/W3007933225
- https://openalex.org/W3009582878
- https://openalex.org/W3009932851
- https://openalex.org/W3013800395
- https://openalex.org/W3015371627
- https://openalex.org/W3015418443
- https://openalex.org/W3018680272
- https://openalex.org/W3023698680
- https://openalex.org/W3024602798
- https://openalex.org/W3025744748
- https://openalex.org/W3025987322
- https://openalex.org/W3029723638
- https://openalex.org/W3031830637
- https://openalex.org/W3033207790
- https://openalex.org/W3034816694
- https://openalex.org/W3038883715
- https://openalex.org/W3093466292