Терапевтическое средство из табака останавливает вирус Западного Нила

Новое терапевтическое средство, полученное из табачных растений, способно останавливать инфекцию, вызванную вирусом Западного Нила (West Nile virus). Это показало исследование учёного из Университета штата Аризона Цяна Чена и его коллег.

Цян Чен первым продемонстрировал, что лечение растительного происхождения может успешно бороться с вирусом Западного Нила после заражения. Исследование опубликовано в Proceedings of the National Academy of Sciences.

В настоящее время не существует доступных вакцин против вируса Западного Нила или эффективных терапевтических средств для человека. Поэтому данная работа — значительный прогресс, предлагающий надежду на то, что инфекцию можно остановить даже через несколько дней после заражения.

Вирус Западного Нила, переносимый комарами, вызывает опасные вспышки в Северной и Южной Америке. Пожилые люди и люди с ослабленным иммунитетом особенно уязвимы, так как вирус может вызывать потенциально летальное воспаление мозга.

Цели и преимущества подхода

Исследование преследовало две цели:

  1. Продемонстрировать, что антитела, произведённые растениями, могут работать как эффективное средство для лечения после заражения.
  2. Создать недорогое терапевтическое средство, доступное для систем здравоохранения развивающихся стран.

Производство антител на основе традиционных фармацевтических клеточных линий млекопитающих обходится в десятки миллионов долларов. Растения предлагают преимущества:

Метод производства и действие

Исследователи использовали родственника обычного табака (Solanceae). Гены, кодирующие человеческое моноклональное антитело hu-E16, доставляли в растения с помощью вирусных векторов (вирус табачной мозаики и вирус X картофеля, PVX). Экспрессия генов и сборка антител происходили в листьях всего за 7 дней.

Очищенное антитело связывается с поверхностным белком вируса, который тот использует для прикрепления к клеткам хозяина. Это блокирует способность вируса заражать клетки (нейтрализует его).

Результаты

  • Растительные антитела показали эффективность, сопоставимую с антителами из клеток млекопитающих, полностью защищая мышей от смертности, вызванной вирусом Западного Нила.
  • Для очистки вируса из организма заражённой особи требовалась всего одна доза в очень малом количестве (50–200 микрограмм).
  • Оптимизация ДНК-последовательности антитела позволила установить рекорд выхода: 800 микрограмм антитела на грамм листовой ткани (против 500 мкг/г ранее).

Потенциальная безопасность и широта действия

Антитело нацелено на консервативный участок вируса, что делает его эффективным против различных штаммов вируса Западного Нила и, возможно, других флавивирусов.

Важное преимущество растительных антител — отсутствие риска антителозависимого усиления инфекции (antibody dependent enhancement), которое наблюдается у антител млекопитающих при лечении родственных вирусов (например, лихорадки денге). Растительные антитела лишены способности связываться с критическим рецептором, вовлечённым в этот процесс.

Перспективы и будущие задачи

  • Подход может быть применён для создания средств против других флавивирусных инфекций, таких как лихорадка денге и японский энцефалит.
  • Основное препятствие — гематоэнцефалический барьер, который не позволяет антителам достичь вируса в мозге.

Для решения этой проблемы Цян Чен работает над созданием бифункциональных антител, которые смогут не только связывать вирус, но и присоединяться к рецепторам в мозге, преодолевая барьер. Это открыло бы возможности для лечения других инфекционных и неврологических заболеваний.