Нановолокна (нанободи) могут стать ключом к новым методам лечения COVID-19
Исследователи из WEHI изучают «нанободи» — крошечные иммунные белки, вырабатываемые альпаками, чтобы понять, могут ли они эффективно блокировать SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19.
Альпаки производят уникальные антитела — нанободи, — которые могут очень специфично связываться с белком. Исследовательская группа разрабатывает нанободи, специфичные к «шиповидному» белку (spike-белку) SARS-CoV-2, который выступает с поверхности вируса и позволяет ему связываться с клетками человека и проникать в них.
Группа надеется, что разработка нанободи против spike-белка может стать важным шагом на пути к новым методам лечения COVID-19 на основе антител («биологическим» терапиям).
Эта программа по созданию нанободи против COVID-19 является частью консорциума, объединяющего экспертов ведущих академических и отраслевых организаций Виктории и Австралии в области инфекционных заболеваний и антительной терапии: WEHI, Институт Доэрти, CSL, Affinity Bio, CSIRO, Институт Бернета и Институт Кирби.
Нанободи — строительные блоки для терапии на основе антител
Антитела — ключевые белки иммунной системы, борющиеся с инфекцией. Важным свойством антител является их способность прочно и специфично связываться с другим белком, — говорит доцент Вай-Хонг Тхам, руководитель исследования в WEHI.
«Терапия на основе антител, или "биологические" препараты, использует это свойство, применяя антитело, которое специфично связывается с белком, участвующим в развитии болезни. В нашем случае мы стремимся разработать терапию, связывающуюся со spike-белком вируса SARS-CoV-2, который он использует для проникновения в клетки человека. Эти антитела могут предотвратить связывание вируса с человеческим рецептором ACE2, останавливая цикл инфекции COVID-19».
Особенность иммунной системы альпак делает их антитела ключевым ресурсом в этом проекте.
«Альпаки производят уникальные антитела, которые меньше обычных. Обычные антитела состоят из двух иммуноглобулинов — тяжелых и легких цепей, — тогда как у альпак большинство антител лишены легких цепей. Нанободи — это созданные в лаборатории фрагменты антител, представляющие собой только домен тяжелой цепи, который распознает чужеродные белки. Они очень специфично связываются со своей белковой мишенью и более стабильны, чем другие антитела».
Для получения нанободи против SARS-CoV-2 группе альпак в региональной Виктории вводят синтетическую, неинфекционную часть spike-белка SARS-CoV-2.
«Синтетический spike-белок не является инфекционным и не вызывает у альпак заболевания, но позволяет им вырабатывать нанободи. Затем мы можем извлечь последовательности генов, кодирующие нанободи, и использовать их для производства миллионов типов нанободи в лаборатории, а затем отобрать те, которые связываются со spike-белком».
«Сейчас мы сравниваем эти нанободи, чтобы выяснить, какие из них наиболее эффективно связываются со spike-белком и блокируют проникновение вируса в клетки. Эти антитела могут позволить разработать новые методы лечения COVID-19».
Австралийский синхротрон ANSTO стал критически важным ресурсом в проекте, позволив исследовательской группе определить, с какими частями spike-белка связываются нанободи и как это влияет на способность вируса связываться с человеческим рецептором.
Использование антительной терапии для лечения COVID-19
Терапия антителами уже используется в клинической практике для лечения таких заболеваний, как рак, воспалительные и аутоиммунные состояния.
Ее можно применять как для профилактики, так и для лечения болезней, и она особенно полезна для пожилых людей или лиц с ослабленным иммунитетом, которые могут не выработать надежный иммунный ответ на вакцину.
Доцент Тхам пояснила, что терапия на основе антител отличается от вакцин.
«Вакцины вызывают иммунный ответ для выработки антител, тогда как терапия на основе антител доставляет эффективные антитела напрямую. Хотя это означает, что такая терапия начинает действовать немедленно, она не обеспечивает долгосрочной защиты. В отличие от этого, вакцине требуется время для формирования защитного иммунитета, но этот иммунитет может сохраняться месяцы, годы или десятилетия».
Исследование находится на ранней стадии, но команда надеется, что оно поможет в борьбе с COVID-19.
«Мы находимся на ранних этапах этой работы, и в процессе разработки терапии, а также клинических испытаний необходимо пройти ряд шагов, прежде чем это лечение можно будет применять у людей. Но мы надеемся, что терапия на основе антител может предложить одно из потенциальных решений против COVID-19 и может использоваться вместе с другими методами лечения для борьбы с этой глобальной пандемией».
«Хотя мы еще не знаем, когда эти методы лечения COVID-19 станут доступны для общественности, мы работаем изо всех сил, чтобы сделать их безопасно доступными как можно скорее. Я никогда не видела, чтобы группы людей мобилизовались научно с такой страстью и в таком сотрудничестве».