Исследователи создали крошечное антитело, способное нейтрализовать коронавирус

В апреле 2020 года, в разгар весенней волны COVID-19, аспирант Майкл Шуф и его коллеги из UCSF работали над проектом по нейтрализации SARS-CoV-2 с помощью синтетических нанободий — крошечных антител, первоначально обнаруженных у лам и верблюдов.

Нанободии были открыты в конце 1980-х годов в Брюссельском свободном университете. Это меньшие и более простые белки по сравнению со стандартными антителами, отсутствует одна из белковых цепей. Их малый размер делает их ценным инструментом для науки.

В UCSF Аашиш Манглик, M.D., Ph.D., создал одну из крупнейших в мире библиотек нанободий, содержащую 2 миллиарда вариантов. Библиотека построена на основе дрожжевых клеток, что позволяет обойтись без использования живых животных.

Целью команды было найти нанободий, способный блокировать спайк-белок вируса SARS-CoV-2, который связывается с рецептором ACE2 на человеческих клетках. Используя конструкцию спайк-белка, предоставленную Jason McLellan, Ph.D. из Университета Техаса, команда начала скрининг.

В течение трех недель было идентифицировано 800 потенциальных кандидатов. К концу апреля команда сузила круг до 21 нанободия, которые, как казалось, конкурировали с рецептором ACE2.

Для дальнейшей работы команда объединилась с QCRG Structural Biology Consortium в UCSF. Используя крио-электронную микроскопию, они получили изображения наиболее перспективных нанободиев, связанных со спайк-белком, с почти атомарным разрешением.

На основе этой информации они создали нанободий следующего поколения: трехкомпонентную конструкцию, где три копии одного нанободия сшиты вместе для одновременного связывания с тремя субъединицами спайк-белка. Эта модификация увеличила способность связывания в двести тысяч раз.

"Это был потрясающий результат", — вспоминает Питер Уолтер, Ph.D.

Тесты против живого вируса SARS-CoV-2 были проведены в лаборатории уровня биобезопасности 3 (BSL-3) в Институте Пастера в Париже под руководством Марко Виньюцци, Ph.D. Нанободий, названный командой AeroNabs, эффективно нейтрализовал вирус.

Полученное соединение оказалось стабильным и может доставляться в форме аэрозоля с помощью небулайзера. В ноябре 2020 года результаты были опубликованы в журнале Science.

Преимущества подхода с нанободиями:

• Их проще и дешевле массово производить.
• Они легче транспортируются и хранятся по сравнению с традиционными антителами.
• Их можно применять в виде назального спрея для немедленного снижения вирусной нагрузки после положительного теста.

"Это что-то, что вы могли бы принять после положительного теста, что могло бы немедленно уменьшить вашу вирусную нагрузку", — говорит Уолтер.

В настоящее время команда ищет партнера в индустрии для финансирования клинических испытаний, так как фармацевтические компании сейчас сосредоточены на разработке вакцин и традиционных антител.

"Почти наверняка в нашей жизни будет больше респираторных пандемий", — говорит Манглик. — "Для следующей пандемии есть надежда, что исследователи смогут действовать не только так же быстро, как мы, но, возможно, даже быстрее".