Исследователи из Mount Sinai показали, что крошечные надежные иммунные частицы, полученные из крови ламы, могут обеспечить надежную защиту от всех вариантов COVID-19, включая Omicron, и 18 подобных вирусов, включая SARS-CoV-2 и SARS-CoV-1. , которая была ответственна за вспышку атипичной пневмонии 2003 года.

В статье, опубликованной в Cell Reports 28 июня, команда предполагает, что эти молекулы «сверхиммунитета», известные как нанотела, могут быть предшественниками быстродействующего ингаляционного противовирусного лечения или спрея, которые потенциально можно накапливать и использовать во всем мире против развивающаяся пандемия и будущие вирусы.

По сравнению с остальными представителями животного мира, ламы, верблюды и альпаки обладают уникальной иммунной системой: они вырабатывают антитела с одной полипептидной цепью вместо двух. Эта конструкция приводит к образованию антител, размер которых составляет примерно одну десятую от нормальных, они исключительно стабильны и могут прочно связываться с мишенями болезни. Благодаря этим уникальным свойствам исследователи могут легко связать несколько нанотел, как гирляндную цепочку, поэтому, если вирус попытается убежать путем мутации, другое нанотело будет готово держать его под контролем.

«Из-за своего небольшого размера и широкой нейтрализующей активности эти нанотела верблюдовых, вероятно, будут эффективны против будущих вариантов и вспышек SARS-подобных вирусов», — говорит ведущий автор Йи Ши, доктор философии, доцент фармакологических наук и директор Центр белковой инженерии и терапии в Медицинской школе Икана на горе Синай. «Их превосходная стабильность, низкие производственные затраты и способность защищать как верхние, так и нижние дыхательные пути от инфекции означают, что они могут стать важным терапевтическим средством в дополнение к вакцинам и препаратам моноклональных антител, если и когда появится новый вариант COVID-19 или SARS-CoV. -3 появляется.»

В качестве важной части своего исследования команда доктора Ши иммунизировала ламу по кличке «Уолли» доменом, связывающим рецептор SARS-CoV-2 (RBD), коротким фрагментом или шипом вируса, который фиксируется на белке на поверхность человеческих клеток для проникновения и распространения инфекции. Они обнаружили, что повторная иммунизация RBD привела к тому, что Уолли произвел нанотела, которые распознавали не только SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, но и широкий спектр других коронавирусов, что придавало то, что исследователи назвали «супериммунитетом». » Из этого открытия команда выделила и проверила большой набор сильнодействующих противовирусных нанотел, эффективных против широкого спектра SARS-подобных вирусов.

«Мы узнали, что крошечный размер этих нанотел дает им решающее преимущество перед быстро мутирующим вирусом», — объясняет соавтор Ян Уилсон, доктор философии, профессор Хансена в области структурной биологии и заведующий кафедрой интегративной структурной и вычислительной биологии. в Scripps Research в Ла-Хойя, Калифорния. «В частности, это позволяет им проникать в большее количество углублений, укромных уголков и трещин на поверхности вируса и, таким образом, связываться с несколькими областями, чтобы предотвратить побег и мутацию вируса».

На основе этой структурной информации команда разработала сверхмощное нанотело, которое может одновременно связываться с двумя областями RBD SARS-подобных вирусов, чтобы предотвратить мутационное ускользание. Полученная молекула (PiN-31) чрезвычайно стабильна и в аэрозольной форме может использоваться в качестве ингаляционного средства или спрея, который, как показала та же команда в предыдущей работе, может быть эффективен против SARS-CoV-2.

«Несмотря на то, что необходимы дополнительные исследования, мы считаем, что сверхмощные нанотела с широкой защитой, которые мы смогли выделить в лаборатории, могут быть использованы для использования на людях», — говорит доктор Ши, ранее проводивший большую часть исследований в Питтсбургском университете. перенес свою лабораторию в Икан Маунт Синай. Он добавляет, что повышая привлекательность этой потенциальной формы лечения, эти универсальные противовирусные агенты могут быть быстро получены практически в любом месте из микробов, таких как кишечная палочка или дрожжевые клетки. В прошлом было клинически доказано, что терапия нанотелами безопасна и эффективна против болезней человека, таких как нарушение свертываемости крови и рак.

«Победа в гонке против нынешней пандемии, а также будущих вирусных вспышек будет зависеть от быстрого развития и справедливого распределения арсенала рентабельных и удобных технологий», — подчеркивает доктор Ши. «Мы твердо верим, что открытые нами новые вдыхаемые и чрезвычайно мощные нанотела могут удовлетворить этот спрос в глобальном масштабе, особенно в развивающихся странах, которые наиболее уязвимы для вирусов и отсутствия методов лечения для их лечения».

Помимо Scripps Research, в этом исследовании приняли участие эксперты из Университета Кейс Вестерн Резерв в Кливленде, Университета Питтсбурга, Еврейского университета в Иерусалиме и Тель-Авивского университета в Израиле.