Липосомы — ключевые помощники в борьбе с пандемией

Липосомы, микроскопические пузырьки из липидных мембран, сыграли важную роль в пандемии COVID-19. Они защищают хрупкую матричную РНК (mRNA) в вакцинах Pfizer и Moderna от разрушения ферментами организма, позволяя доставить генетические инструкции внутрь клеток.

Инженеры из Калифорнийского университета в Беркли пошли дальше и создали «шип-липосомы» — лабораторные имитаторы вируса SARS-CoV-2. Они прикрепили S-белки («шипы») коронавируса к поверхности липосом. Эти частицы можно использовать для тестирования эффективности нейтрализующих антител для лечения COVID-19.

Исследование также демонстрирует, как новая техника ДНК-паттернинга, разработанная командой ранее, позволяет быстро характеризовать и проводить эксперименты с различными типами липосом и их родственниками — липидными наночастицами.

«Липидные наночастицы важны для множества биомедицинских применений: их десятилетиями используют для доставки лекарств, и они также могут служить моделями вирусов с внешней мембраной, включая коронавирусы», — говорит ведущий автор исследования Молли Козмински.

Как создавали и проверяли «шип-липосомы»

Липосомы похожи на клеточные мембраны, и на их поверхность можно встраивать различные белки, придавая им новые функции. Для использования в качестве модели вируса критически важно убедиться, что белок на поверхности липосомы находится в правильной конфигурации и может взаимодействовать с мишенью — например, с ACE2-рецептором человеческих клеток.

Исследователи применили технику ДНК-паттернинга для быстрой проверки «шип-липосом». Они «напечатали» липосомы на стекле, пометили их зелёным флуоресцентным белком, а затем обработали раствором с ACE2-рецепторами, помеченными красным флуоресцентным белком. Под микроскопом большая часть стекла светилась красным, что подтвердило успешное связывание рецепторов с «шипами» липосом. Аналогичный результат был получен с живыми клетками, экспрессирующими ACE2.

Тестирование антител и потенциал метода

Чтобы показать практическую пользу метода, Козмински создала «шип-липосомы» с разными вариантами S-белка. После их паттернинга на стеклах она обработала их тремя типами коммерческих нейтрализующих антител. Эксперимент показал, предотвращают ли эти антитела связывание ACE2-рецепторов с липосомами. Результаты совпали с данными производителей антител.

«Самое крутое в этой технике — её высокая пропускная способность. Можно одновременно проводить эксперименты с множеством разных комбинаций липосом», — отмечает старший автор работы Лидия Сон.

Это открывает возможности для:

• Быстрого тестирования эффективности антител против новых вариантов SARS-CoV-2.
• Скрининга новых белков для таргетной доставки лекарств, чтобы убедиться в их избирательности к определённым типам клеток.

Метод добавляет новую стратегию в арсенал борьбы с вирусом.