Ученые показали, что низкие дозы аэрозольного нанотела под названием Pittsburgh inhalable Nanobody-21 (PiN-21) защищают хомяков от резкой потери веса, обычно связанной с тяжелой инфекцией SARS-CoV-2, и снижают количество инфекционных вирусных частиц у животных ». носовые полости, горло и легкие в миллион раз по сравнению с лечением плацебо с помощью нанотела, которое не нейтрализует вирус.
«Используя ингаляционную терапию, которую можно вводить непосредственно в очаг инфекции – дыхательные пути и легкие – мы можем сделать лечение более эффективным», – сказал соавтор исследования Йи Ши, доктор философии.D., доцент кафедры клеточной биологии Питта. «Мы очень воодушевлены и воодушевлены нашими данными, свидетельствующими о том, что PiN-21 может обладать высокой защитой от тяжелых заболеваний и потенциально может предотвратить передачу вируса от человека к человеку."
Ранее Ши и его коллеги обнаружили большой набор из более чем 8000 высокоаффинных нанотел SARS-CoV-2. Из этого репертуара ученые выбрали сверхпотентное нанотело (Nb21) и преобразовали его в тримерную форму, чтобы еще больше усилить его противовирусную активность. Полученный PiN-21 на сегодняшний день является наиболее мощным противовирусным нанотелом, которое было идентифицировано, согласно обзору опубликованных исследований.
Эксперименты показали, что PiN-21 обладает защитным действием при интраназальном введении во время инфекции.
Хомяки в группе лечения PiN-21 не теряли веса, в отличие от животных, получавших плацебо, которые потеряли до 16% своей первоначальной массы тела после недели заражения. Для среднего взрослого человека скорость потери веса соответствует потере примерно 20 фунтов за неделю.
Еще более впечатляюще то, что вдыхание аэрозольных нанотел в сверхнизкой дозе уменьшило количество инфекционных вирусных частиц в ткани легких на 6 логарифмов (или в миллион раз).
Животные, получавшие нанотела PiN-21 в аэрозольной форме, имели более мягкие изменения в структуре легких и меньшую степень воспаления, чем те, кто получал плацебо.
Чтобы доставить лекарство посредством аэрозолизации, ученым пришлось преодолеть несколько технических проблем: мелкие частицы аэрозолей должны проникать глубоко в легкие, а лечебные частицы должны быть достаточно маленькими, чтобы они не слипались, и достаточно прочными, чтобы выдерживать экстремальные нагрузки. давление, необходимое для подвешивания их в воздухе.
Нанотела PiN-21, которые примерно в четыре раза меньше типичных моноклональных антител с исключительно высокой стабильностью, идеально подходят для этой задачи. Они также намного дешевле в производстве и могут быть быстро созданы для быстрой адаптации к вирусу, изменяющему форму.
«COVID-19 в настоящее время является серьезной болезнью 21 века», – сказал соавтор Дуг Рид, доктор философии.D., доцент иммунологии Питта. "Воздействие препарата непосредственно на легкие может существенно повлиять на нашу способность лечить его."
Исследователи отмечают, что нанотела и вакцины дополняют друг друга и не конкурируют друг с другом.
Вакцины остаются лучшим инструментом для предотвращения передачи вируса от человека к человеку, но нанотела будут полезны для лечения людей, которые уже болеют, и тех, кто не может пройти вакцинацию по другим медицинским причинам.
Многообещающие ранние доклинические данные в сочетании с обширными знаниями исследователей о быстрой идентификации нанотел лекарственного качества позволяют предположить, что этот подход может обеспечить удобный и экономичный терапевтический вариант для борьбы с пандемией коронавируса.
«Эта работа является результатом тесного сотрудничества экспертов в области производства нанотел, инфекционных заболеваний и аэробиологии. В Центре исследований вакцин Питтсбургского университета мы не просто говорим об идеях, мы фактически воплощаем их в жизнь », – сказал соавтор исследования Пол Дюпрекс, доктор философии.D., директор центра.
Среди других авторов рукописи – Шам Намбулли, доктор философии.D., Наташа Тилстон-Люнель, Ph.D., Линда Дж. Ренник, доктор философии.D., Уильям Климстра, Ph.D., весь Центр Питта по исследованию вакцин; Юфэй Сян, м.S., отдела клеточной биологии Питта; Чжэ Санг, М.S., программы Университета Питтсбург-Карнеги-Меллон по вычислительной биологии; и Николас Кроссленд, доктор философии.D., Бостонского университета.
Эта работа была поддержана Национальным институтом здравоохранения (грант № 1R35GM137905-01), пилотным грантом Института клинических и трансляционных наук Питтсбургского университета, Питтсбургским университетом, Центром исследований вакцин Питта, Департаментом сообществ штата Пенсильвания и Экономическое развитие, Фонд Ричарда Кинга Меллона и Фонд Генри Л. Фонд Хиллмана.
Ши и Сян являются изобретателями, находящимися на рассмотрении патента на эту работу, поданного Питтсбургским университетом (№.
63067567, подано авг. 28, 2020).