Наночастицы-ловушки обманывают коронавирус по мере его эволюции

Новый потенциальный метод лечения COVID-19 использует "обманные" наночастицы, которые привлекают вирусы и связывают их, делая неактивными. Эти частицы имитируют клетки и, как губка, поглощают вирусы, не давая им инфицировать организм.

Поскольку SARS-CoV-2 эволюционирует и начинает ускользать от перспективных методов лечения (например, терапии моноклональными антителами), интерес к таким наночастицам-ловушкам растёт.

Исследователи из Северо-Западного университета выявили принципы создания эффективных наночастиц, устойчивых к ускользанию вируса. Они разработали и протестировали различные варианты, идентифицировав широкий набор ловушек, которые можно производить разными методами. Эти ловушки оказались чрезвычайно эффективны против исходного вируса и его мутантных вариантов.

Эффективность:

• Наночастицы были в 50 раз эффективнее в подавлении естественных вирусных мутантов по сравнению с традиционными ингибиторами на основе белков.
• Против вирусного мутанта, специально созданного для устойчивости к лечению, наночастицы были в 1500 раз эффективнее.

Исследование, опубликованное в журнале Small, включало тестирование наночастиц против родительского вируса SARS-CoV-2 и пяти вариантов (включая бета, дельта, дельта-плюс и лямбда) в клеточной культуре.

"Мы показали, что наночастицы-ловушки являются эффективными ингибиторами всех этих различных вирусных вариантов", — сказал Джошуа Леонард, соавтор исследования. "Даже варианты, ускользающие от других препаратов, не ускользнули от наших наночастиц".

"Между эволюционным камнем и наковальней"

Эффективность наночастиц не снижается, потому что они ставят SARS-CoV-2 в безвыходное эволюционное положение. Вирус заражает клетки, связываясь своим спайк-белком с рецептором ACE2 на поверхности человеческих клеток.

Команда использовала наноразмерные частицы (внеклеточные везикулы), естественным образом высвобождаемые клетками. Они модифицировали клетки, чтобы те производили частицы с большим количеством рецепторов ACE2 на поверхности. Вирус связывается с этими рецепторами на ловушке вместо реальных клеток.

"Чтобы вирус попал в клетку, он должен связаться с рецептором ACE2", — пояснил Леонард. "Вирусу пришлось бы придумать совершенно другой способ проникновения в клетки, чтобы избежать необходимости использовать рецепторы ACE2. Очевидного эволюционного пути для побега нет".

Преимущества и перспективы

Помимо эффективности против устойчивых вирусов, наночастицы-ловушки имеют другие преимущества:

• Будучи биологическими (а не синтетическими) материалами, они с меньшей вероятностью вызывают иммунный ответ.
• Они демонстрируют низкую токсичность, что хорошо подходит для длительного или повторного применения у тяжелобольных пациентов.

Для будущих пандемий такая стратегия может стать быстрым и эффективным лечением до разработки вакцин.

"Стратегия с ловушками — одна из самых оперативных вещей, которые можно попробовать", — сказал Леонард. "Как только вы узнаете рецептор, который использует вирус, вы можете начать создавать частицы-ловушки с этими рецепторами. Мы могли бы ускорить такой подход, чтобы уменьшить тяжелые заболевания и смертность на решающих ранних стадиях будущих вирусных пандемий".