Нано-«приманки» из клеток лёгких нейтрализуют вирус SARS-CoV-2

Нанодекои, созданные из клеток лёгочных сфероидов человека (LSC), способны связывать и нейтрализовать SARS-CoV-2, способствуя очищению от вируса и снижая повреждение лёгких в модели COVID-19 на макаках. Терапия, имитирующая рецептор, с которым связывается вирус, а не нацеленная на сам вирус, может оставаться эффективной против новых вариантов патогена.

SARS-CoV-2 проникает в клетку, когда его спайк-белок связывается с рецептором ACE2 на её поверхности. LSC — естественная смесь стволовых клеток лёгочного эпителия и мезенхимальных клеток — также экспрессируют ACE2, что делает их идеальным средством для обмана вируса.

«Если представить спайк-белок как ключ, а рецептор ACE2 клетки — как замок, то мы переполняем вирус фальшивыми замками, чтобы он не мог найти те, что позволяют ему проникнуть в клетки лёгких», — говорит Ки Ченг, ведущий автор исследования. — «Фальшивые замки связывают и захватывают вирус, не давая ему инфицировать клетки и реплицироваться, а иммунная система организма делает всё остальное».

Исследователи преобразовали отдельные LSC в нановезикулы — крошечные пузырьки клеточной мембраны с рецепторами ACE2 и другими специфичными для клеток лёгких белками на поверхности.

• In vitro было подтверждено, что спайк-белок связывается с рецепторами ACE2 на декаях.
• In vivo в модели на мышах с использованием имитации вируса SARS-CoV-2 показано, что декаи, доставленные ингаляционно, сохранялись в лёгких 72 часа после одной дозы и ускоряли очищение от вируса.
• Пилотное исследование на модели макак продемонстрировало, что ингаляционная терапия нанодекоями ускоряет вирусный клиренс, а также снижает воспаление и фиброз в лёгких. Токсичности не отмечено.

«Эти нанодекои — по сути, клеточные "призраки", и одна клетка LSC может генерировать около 11 000 таких частиц, — объясняет Ченг. — Миллионы этих "приманок" экспоненциально увеличивают площадь фальшивых сайтов связывания для захвата вируса».

Преимущества подхода:

1. Неинвазивная доставка в лёгкие через ингаляцию.
2. Ацеллюлярность (отсутствие живого содержимого) обеспечивает лёгкую сохранность, стабильность и возможность готового применения.
3. Клетки LSC уже используются в других клинических испытаниях, что повышает вероятность их применения в ближайшем будущем.

«Фокусируясь на защитных силах организма, а не на постоянно мутирующем вирусе, мы можем создать терапию, полезную в долгосрочной перспективе», — отмечает Ченг.

Исследование опубликовано в журнале Nature Nanotechnology при поддержке Национальных институтов здоровья (NIH) и Американской кардиологической ассоциации.