Wissenschaftler des Agricultural Research Service (ARS) des US-Landwirtschaftsministeriums (USDA) gaben kürzlich bekannt, dass Pflanzen zur Herstellung von Nanokörpern verwendet werden könnten, die neu auftretende Krankheitserreger in der Humanmedizin und Landwirtschaft schnell blockieren. Diese Nanokörper stellen einen vielversprechenden neuen Weg zur Behandlung von Viruserkrankungen, einschließlich SARS-CoV-2, dar.
Nanobodies sind kleine Antikörperproteine, die natürlicherweise in bestimmten Tieren wie Kamelen, Alpakas und Lamas produziert werden.
ARS-Forscher wandten sich der Bewertung von Nanokörpern zur Vorbeugung und Behandlung von Zitrusvergrünungskrankheiten bei Zitrusbäumen zu. Diese Wissenschaftler verwenden nun ihre neu entwickelte und patentierte SymbiontTM-Technologie, um zu zeigen, dass Nanokörper einfach in einem Pflanzensystem mit breiten landwirtschaftlichen und öffentlichen Gesundheitsanwendungen hergestellt werden können.
Als Proof-of-Concept zeigten Forschungen, dass Nanobodies, die auf das SARS-CoV-2-Virus abzielen, in Pflanzenzellen hergestellt werden könnten und funktionsfähig bleiben, indem sie die Bindung des SARS-CoV-2-Spike-Proteins an sein Rezeptorprotein blockieren: den verantwortlichen Prozess zum Auslösen einer viralen Infektion in menschlichen Zellen.
„Ursprünglich wollten wir nachhaltige Lösungen für Krankheitserreger in der Pflanzenproduktion entwickeln“, sagte ARS-Forscher Robert Shatters, Jr. „Die Ergebnisse dieser Forschung sind in der Tat erfolgreich und vorteilhaft für das landwirtschaftliche System des Landes. Aber jetzt sind wir uns eines noch besseren Ergebnisses bewusst – die Vorteile der Herstellung von Therapeutika in Pflanzen rechtfertigen jetzt die Überlegung, Pflanzen zur Massenproduktion von COVID-19-Protein-basierten Therapien zu verwenden.“
AgroSource, Inc. arbeitete mit USDA-ARS zusammen, um das pflanzenbasierte Produktionssystem zu entwickeln. Sie unternehmen derzeit die notwendigen Schritte, um zu sehen, wie sie diese Weiterentwicklung in den kommerziellen Sektor übertragen können.
„Dies ist ein großer Durchbruch für die Wissenschaft und innovative Lösungen für Herausforderungen in Landwirtschaft und öffentlicher Gesundheit“, sagte ARS-Forscherin Michelle Heck. „Dieses kosteneffiziente, pflanzenbasierte System beweist, dass es alternative Möglichkeiten gibt, die Ausbreitung neu auftretender Krankheitserreger zu bekämpfen und zu verhindern. Der Ansatz hat das Potenzial, die Möglichkeiten zur Entwicklung der Lebensgrundlagen in ländlichen landwirtschaftlichen Gebieten des Landes und in anderen Ländern massiv zu erweitern.“
Die Ergebnisse werden auf der veröffentlicht bioRxiv Preprint-Server.
Mehr Informationen:
Marco Pitino et al, Pflanzenproduktion von hochaffinen Nanokörpern, die die SARS-CoV-2-Spike-Proteinbindung mit ihrem Rezeptor, dem humanen Angiotensin-Converting-Enzym, blockieren, bioRxiv (2022). DOI: 10.1101/2022.09.03.506425