Aplicaciones de los nanoanticuerpos en la medicina / Nanoantibodies applications in medicine

Introducción: Los nanoanticuerpos están compuestos únicamente por la región variable de la cadena pesada y se obtienen a partir de algunas especies de camélidos y tiburones. Tienen alta capacidad de unión, alta especificidad, tamaño pequeño, alta accesibilidad y alta penetración de los tejidos, por lo que potencialmente podrían ser utilizados para el tratamiento, diagnóstico y prevención de diferentes enfermedades. Método: Se realizó una revisión bibliográfica de las aplicaciones médicas de los nanoanticuerpos. Se examinaron artículos científicos publicados en inglés y español desde 2015 a 2021 en las bases de datos Google Académico, ElSevier, PubMed, Clinical trials, Annual Reviews y ScienceDirect. Se prefirieron los estudios que demostraron mayor valor según el idioma, veracidad de la información y fecha de publicación. Resultados y discusión: En total, se seleccionaron 21 artículos para ser evaluados y analizados, de los cuales 20 fueron estudios preclínicos y un estudio clínico. Los nanoanticuerpos destacan como alternativas terapéuticas, diagnósticas y preventivas contra el cáncer, la hepatitis C, el Alzheimer, el Parkinson, la diarrea provocada por rotavirus y el COVID-19. Conclusiones: Los nanoanticuerpos pueden ser de gran utilidad para la prevención, diagnóstico y tratamiento de distintas enfermedades; sin embargo, se requiere continuar con el desarrollo de estudios clínicos y preclínicos que respalden la seguridad y eficacia de estos fármacos(AU)

Introduction: Nanoantibodies are composed solely of the variable region of the heavy chain and are obtained from some species of camelids and sharks. They have high binding capacity, high specificity, small size, high accessibility, and high tissue penetration, so they could potentially be used to treat, diagnose, and prevent several diseases. Method: A bibliographic review of the medical applications of nanoantibodies was carried out. Scientific articles were examined, published in English and Spanish from 2015 to 2021 in Google Academic, Elsevier, PubMed, Clinical trials, Annual Reviews, and ScienceDirect databases. Studies that showed greater value according to language, information accuracy, and publication date were preferred.Results and discussion:21 articles were selected to be evaluated and analyzed, of which 20 were preclinical studies and one clinical study. Nanoantibodies stand out as therapeutic, diagnostic, and preventive alternatives against cancer, hepatitis C, Alzheimer’s disease, Parkinson’s disease, diarrhea caused by rotavirus, and COVID-19. Conclusions: Nanoantibodies can be very useful for the prevention, diagnosis, and treatment of different diseases; however, it is necessary to continue developing clinical and preclinical studies that support the safety and efficacy of these drugs(AU)

Nanoanticuerpos derivados de llamas: una alternativa innovadora para controlar las diarreas por rotavirus y norovirus humano / Llama-derived nanobodies: an innovative approach to control human rotavirus and norovirus diarrhea

Las diarreas agudas son una de las afecciones más comunes en personas de todas las edades, especialmente en niños menores de 5 años. Rotavirus (RV) es la principal causa de diarrea en niños a nivel mundial seguido por norovirus (NoV). Sin embargo, a partir de la implementación de la vacunación con RV, NoV pasó a tener un rol preponderante en varios países como EEUU y Nicaragua. En Argentina, luego del inicio de la vacunación obligatoria de RV se logró un alto porcentaje de cobertura vacunal y se evidenció un descenso del 10% en la ocurrencia de diarreas agudas en general y un descenso del 50% de las diarreas causadas específicamente por RV, demostrando el éxito rotundo de la intervención. No existen al momento vacunas contra NoV, lo que lleva al desarrollo de otras estrategias de contención. A través del laboratorio INCUINTA del Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA), se han desarrollado y patentado nanoanticuerpos VHH contra RV y NoV con propiedades que los transforman en excelentes herramientas para el desarrollo de métodos de diagnóstico y para su utilización en estrategias de inmunidad pasiva oral para el tratamiento y prevención de la infección causada por estos agentes virales. Los nanoanticuerpos anti RV fueron utilizados con éxito para el desarrollo de un kit de ELISA nacional validado junto con el Instituto Malbrán que está siendo registrado para su comercialización. Además, demostraron poseer capacidad neutralizante de la infección contra RV in vitro y protección frente a la diarrea y excreción viralen los modelos de ratones lactantes y cerdos gnotobióticos. Los nano anticueroscontra NoV poseen alta afinidad para la detección del virus y fueron capaces de bloquear la unión del virus a los receptores celulares in vitro, demostrando su potencial como moléculas terapéuticas y de diagnóstico. El objetivo final de este desarrollo es completar la triada diagnostico-prevencióntratamiento para el control de las gastroenteritis virales con una tecnología de vanguardia de industria nacional.

Acute diarrhea is a common affection in people ofall ages, especially in children under five years old. Rotavirus (RV) is the major cause of diarrhea in children worldwide followed by norovirus (NoV). However, afterthe introduction of RV vaccine in the vaccination calendar in several countries like the USA and Nicaragua, NoV is having an important role in gastroenteritis incidence. In Argentina, after the introduction of the RV vaccine, high vaccine coverage was reached and the overall acute diarrhea incidence was reduced in a 10% and RV-associated diarrhea was reduced 50%, leading to complete success of the vaccination strategy. At the moment, there are no vaccines against NoV, thus, it is a need to develop therapies to control this disease. INCUINTA has developed and patented two sets of VHH nanobodies against RV and NoV with unique properties that make them suitable for the development of diagnostic tools, as well as to design oral passive immune strategies to preventand treat these two viral infections associated with diarrhea. VHH against rotavirus were able to neutralize RV infection in a suckling mouse model and in a gnotobiotic pig model of human RV infection and disease. Also, they were used to develop an ELISA kit for RV detection in human and animal samples. The ELISA kit was statistically validated in collaboration with the Malbrán Institute and is being registered for commercialization. VHH to NoVs showed high affinity to the virus and blocked the interaction between the virus and histo-blood antigens in target cells in vitro, showing to be a potential tool to detect and treat NoV infection. The final goal of this project is to complete the diagnostic-prevention-treatment triad to control viral gastroenteritis using a vanguard technology made in Argentina.

Controlling Rotavirus-associated diarrhea: Could single-domain antibody fragments make the difference?

Group A Rotavirus (RVA) remains a leading cause of severe diarrhea and child mortality. The variable domain of camelid heavy chain antibodies (VHH) display potent antigen-binding capacity, have low production costs and are suitable for oral therapies. Two sets of anti-RVA VHHs have been developed: ARP1-ARP3; 2KD1-3B2. Here, we explore the potential of both sets as a prevention strategy complementary to vaccination and a treatment option against RVA-associated diarrhea in endangered populations. Both sets have been expressed in multiple production systems, showing extensive neutralizing capacity against strains of RVA in vitro. They were also tested in the neonatal mouse model with various degrees of success in preventing or treating RVA-induced diarrhea. Interestingly, mitigation of the symptoms was also achieved with freeze-dried ARP1, so that it could be applied in areas where cold chains are difficult to maintain. 3B2 was tested in a pre-clinical trial involving gnotobiotic piglets where it conferred complete protection against RVA-induced diarrhea. ARP1 was used in the first clinical trial for anti-RVA VHHs, successfully reducing stool output in infants with RVA diarrhea, with no detected side effects.

Hacia el control de la diarrea por rotavirus A: ¿podrían los nanoanticuerpos VHH marcar la diferencia? / Controlling rotavirus-associated diarrhea: could single-domain antibody fragments make the difference?

Los rotavirus del grupo A (RVA) constituyen la principal causa de diarrea grave y mortalidad infantil. La porción variable de los anticuerpos de cadena pesada derivados de camélidos presentan una amplia capacidad de unión antigénica (reconocen sitios antigénicos no accesibles a los anticuerpos tradicionales, con elevada afinidad) tienen bajos costos de producción y resultan ideales para las terapias orales. A la fecha, se desarrollaron 2 pares de nanoanticuerpos VHH contra RVA: ARP1-ARP3 y 2KD1-3B2. En este trabajo, exploramos el potencial de ambos grupos de nanoanticuerpos como estrategias de prevención complementarias a la vacunación y como una opción de tratamiento frente a la diarrea asociada a RVA en poblaciones de riesgo. Ambos pares de nanoanticuerpos fueron expresados en diferentes sistemas de producción y mostraron amplia capacidad neutralizante contra diversas cepas de RVA in vitro. También fueron usados en el modelo de ratón lactante, en el que evidenciaron distintos grados de éxito en la prevención o el tratamiento de la diarrea inducida por RVA. Es interesante destacar que la mitigación de los síntomas también se logró con ARP1 liofilizado y conservado, por lo que podría ser utilizado en áreas donde es difícil mantener la cadena de frío. Asimismo, 3B2 fue testeado en una prueba preclínica utilizando como modelo al cerdo gnotobiótico, al cual confirió completa protección contra la diarrea inducida por RVA. ARP1 fue usado en la primera prueba clínica de nanoanticuerpos VHH contra RVA, donde redujo significativamente las deposiciones en pacientes pediátricos con diarrea positivos para RVA, sin evidenciar ninguna reacción adversa

Group A Rotavirus (RVA) remains a leading cause of severe diarrhea and child mortality. The variable domain of camelid heavy chain antibodies (VHH) display potent antigen-binding capacity, have low production costs and are suitable for oral therapies. Two sets of anti-RVA VHHs have been developed: ARP1-ARP3; 2KD1-3B2. Here, we explore the potential of both sets as a prevention strategy complementary to vaccination and a treatment option against RVA-associated diarrhea in endangered populations. Both sets have been expressed in multiple production systems, showing extensive neutralizing capacity against strains of RVA in vitro. They were also tested in the neonatal mouse model with various degrees of success in preventing or treating RVA-induced diarrhea. Interestingly, mitigation of the symptoms was also achieved with freeze-dried ARP1, so that it could be applied in areas where cold chains are difficult to maintain. 3B2 was tested in a pre-clinical trial involving gnotobiotic piglets where it conferred complete protection against RVA-induced diarrhea. ARP1 was used in the first clinical trial for anti-RVA VHHs, successfully reducing stool output in infants with RVA diarrhea, with no detected side effects