Группа учёных из ведущих научно-исследовательских учреждений Великобритании разработала нанотела на основе элементов иммунных клеток лам. Эксперты утверждают, что созданные ими антитела хорошо показали себя в лабораторных испытаниях и вскоре могут стать одним из ключевых инструментов в лечении тяжёлых случаев COVID-19.
Ламы, верблюды и альпаки обладают довольно необычной иммунной системой. Среди прочего, их антитела обладают более простой, в сравнении с человеческими, структурой и более миниатюрными габаритами. Исследователи попытались использовать эту особенность иммунных клеток верблюдовых для разработки специфических антител, которые могли бы блокировать способность вируса SARS-CoV-2 связываться с человеческими клетками. Созданные ими белки получили название «нанотела» ввиду значительно меньших размеров, чем у стандартных антител нашей иммунной системы.
По состоянию на июль 2020 года не существует официального специфического лечения или вакцины против COVID-19. Одним из экспериментальных методов терапии для наиболее тяжёлых пациентов является переливание плазмы излечившихся от вируса людей. Согласно многочисленным исследованиям, после выздоровления в их крови сохраняются антитела, которые уже знакомы с возбудителем SARS-CoV-2 и могут ему противостоять. Несмотря на спорные данные о длительности жизни данных антител после полного выздоровления, переливание содержащей их плазмы критически больным пациентам показало значительное улучшение клинического исхода даже в наиболее тяжёлых случаях. Данный процесс называется пассивной иммунизацией: он широко применяется в медицине на протяжении 100+ лет. Главным недостатком такого метода является ограниченное количество плазмы, которая содержит соответствующие антитела. Это обусловлено как требованиями к совпадению характеристик компонентов крови, так и дефицитом доноров.
Один из авторов исследования Джеймс Нейсмит (директор Института им. Розалинд Франклин и профессор структурной биологии в Оксфордском университете) утверждает, что использование препаратов на основе антител, которые можно воспроизвести в лаборатории, решило бы проблему поиска доноров. Такой ход позволил бы проводить процедуру переливания ещё на ранних стадиях развития осложнений, когда такая мера наиболее эффективна. Нэйсмит считает, что разработанные им и его коллегами нанотела можно использовать в качестве альтернативы переливания пациентам плазмы выздоровевших людей с целью остановки прогрессирования заболевания.
Донором антител стала лама Фифи, которую предварительно «вакцинировали», введя безвредные белки вируса. Организм Фифи произвёл целый коктейль иммунных клеток, среди которых биологи выделили молекулу H11. На основе этой молекулы исследователи создали нанотела H11-D4 и H11-H4, постепенно изменяя оригинальные антитела ламы при помощи генной инженерии. Учёные уже сумели добиться первых многообещающих результатов в лабораторных экспериментах на культурах человеческих клеток.
Благодаря своим малым размерам нанотела H11-D4 и H11-H4 образуют связь с рецептор-связывающими S-белками SARS-CoV-2. Тем самым они блокируют способность вируса взаимодействовать с ACE2 – белком человека, используемым патогеном для проникновения внутрь клеток. По словам профессора Дэвида Стюарта, электронная микроскопия структур вируса показала, что нанотела H11-D4 и H11-H4 «закрывают» все три РНК-связывающих домена S-белков, в отличие от полученных ранее антител, которые блокируют другие зоны «шипов» вируса. На одном из этапов исследования учёные экспериментировали с комбинацией разных типов антител. Использование коктейлей из антител эффективно из-за изменчивой природы вируса, который всячески пытается избежать захвата его шипов. Создание лекарственных препаратов, в которые войдут как нанотела H11-D4 и H11-H4, так и открытые ранее антикоронавирусные антитела, понизит вероятность того, что вирус станет неуязвимым к их действию.
Профессор Рэй Оуэнс из Оксфордского университета утверждает, что препараты с созданными его коллегами нанотелами также можно будет применять в качестве профилактики COVID-19. При предварительном введении антител в кровь здорового человека его иммунная система сумеет распознать патоген ещё до того, как он проникнет внутрь клеток. Кроме того, исследователи считают, что простая структура и податливость контролируемым мутациям могут сделать нанотела универсальным инструментом в лечении обширного спектра заболеваний, включая разные штаммы гриппа, онкологию, ВИЧ и т. д.
