Нановезикулы с рецептором ACE2 могут предотвращать и лечить инфекцию от текущих и будущих штаммов SARS-CoV-2
Ученые из Онкологического центра им. М. Д. Андерсона Техасского университета и Northwestern Medicine обнаружили в крови пациентов с COVID-19 естественные внеклеточные везикулы, содержащие белок ACE2 (evACE2). В доклинических исследованиях они показали способность блокировать заражение широким спектром штаммов вируса SARS-CoV-2. Исследование опубликовано в Nature Communications.
Ученые сообщают, что evACE2 действуют в организме как «ловушки» и могут быть разработаны в терапевтическое средство для профилактики и лечения текущих и будущих штаммов SARS-CoV-2 и последующих коронавирусов. Как биологический препарат, evACE2 обладают потенциалом для применения у людей с минимальной токсичностью.
Это первое исследование, показавшее, что evACE2 способны бороться с новыми вариантами SARS-CoV-2 с эффективностью, равной или превышающей блокировку исходного штамма. Исследователи обнаружили, что evACE2 присутствуют в крови человека как естественный противовирусный ответ. Чем тяжелее заболевание, тем выше уровень evACE2 в крови пациента.
«Однако прелесть evACE2 заключается в их суперсиле блокировать широкий спектр штаммов коронавирусов, включая текущий SARS-CoV-2 и даже будущие SARS-коронавирусы, от заражения людей. Наши исследования на мышах демонстрируют терапевтический потенциал evACE2 в предотвращении или блокировании инфекции SARS-CoV-2 при доставке в дыхательные пути через капли», — сказал соавтор Хуйпин Лю.
evACE2 представляют собой крошечные липидные пузырьки наноразмера, экспрессирующие белок ACE2, который служит «ручкой» для захвата вирусом. Эти везикулы действуют как приманки, уводя вирус SARS-CoV-2 от белка ACE2 на клетках, через который происходит заражение. Вирусный спайк-белок связывается с evACE2 вместо клеточного ACE2, что предотвращает его проникновение в клетку. После захвата вирус либо безвредно циркулирует, либо уничтожается иммунной клеткой-макрофагом и больше не может вызывать инфекцию.
«Основной вывод этого исследования — идентификация естественных внеклеточных везикул в организме, которые экспрессируют рецептор ACE2 на своей поверхности и служат частью нормальной адаптивной защиты от вирусов, вызывающих COVID-19», — сказал соавтор Рагху Каллури.
Пандемия COVID-19 продолжается и усложняется из-за постоянно меняющегося вируса SARS-CoV-2. Одна из самых больших проблем — движущаяся мишень патогенного коронавируса, который постоянно эволюционирует в новые штаммы (варианты) с мутациями. Эти новые штаммы несут различные изменения в спайк-белке, имеют высокие показатели инфицирования и увеличивают число прорывных инфекций из-за неэффективности вакцин и устойчивости к терапевтическим моноклональным антителам.
«Наши исследования демонстрируют, что внеклеточные везикулы действуют как нейтрализаторы инфекции SARS-CoV-2, и подчеркивают потенциал внеклеточных везикул играть более широкую роль в защите от других типов инфекций, что может быть использовано терапевтически», — сказала соавтор Кэтлин МакЭндрюс.
Northwestern и MD Anderson имеют ожидающий патент на evACE2. Цель — сотрудничать с промышленными партнерами и разработать evACE2 как биологический терапевтический продукт (назальный спрей или инъекционный препарат) для профилактики и лечения COVID-19.
«По-прежнему необходимо срочно выявлять новые терапевтические средства, — сказал Лю. — Мы считаем, что evACE2 могут справиться с этими проблемами и бороться с широким спектром штаммов SARS-CoV-2 и будущими появляющимися коронавирусами, чтобы защитить иммунокомпрометированных лиц, непривитых и даже вакцинированных от прорывных инфекций».
В работе приняли участие более 30 авторов.