Исследование провела пара нейробиологов Томас Дж. "Т.J."Эспарса, Б.S., и Дэвид Л. Броды, М.D., Ph.D., которые работают в лаборатории визуализации мозга в Национальном институте неврологических расстройств и инсульта NIH (NINDS).
"В течение многих лет TJ и я тестировали, как использовать нанотела для улучшения изображений мозга. Когда разразилась пандемия, мы подумали, что это случается только раз в жизни, и мы присоединились к борьбе », – сказал доктор. Броуди, который также является профессором Университета медицинских наук и старшим автором исследования. «Мы надеемся, что эти нанотела против COVID-19 могут оказаться высокоэффективными и универсальными в борьбе с пандемией коронавируса."
Нанотело – это особый тип антител, который естественным образом вырабатывается иммунной системой верблюдовых, группы животных, в которую входят верблюды, ламы и альпаки. В среднем эти белки составляют примерно десятую часть веса большинства человеческих антител. Это связано с тем, что изолированные в лаборатории нанотела представляют собой, по сути, свободно плавающие версии кончиков плеч белков тяжелых цепей, которые образуют основу типичного Y-образного человеческого антитела IgG. Эти советы играют решающую роль в защите иммунной системы, распознавая белки вирусов, бактерий и других захватчиков, также известные как антигены.
Поскольку нанотела более стабильны, дешевле в производстве и проще в разработке, чем типичные антитела, растущее число исследователей, в том числе г-н М. Эспарса и доктор. Броуди, использовал их для медицинских исследований. Например, несколько лет назад ученые показали, что гуманизированные нанотела могут быть более эффективными при лечении аутоиммунной формы тромботической тромбоцитопенической пурпуры, редкого заболевания крови, чем современные методы лечения.
После начала пандемии несколько исследователей создали нанотела ламы против шипового белка SARS-CoV-2, которые могут быть эффективны для предотвращения инфекций. В текущем исследовании исследователи использовали несколько иную стратегию, чем другие, чтобы найти нанотела, которые могут работать особенно хорошо.
"Спайковый белок SARS-CoV-2 действует как ключ. Он делает это, открывая дверь для инфекций, когда связывается с белком, называемым рецептором ангиотензинпревращающего фермента 2 (ACE2), который находится на поверхности некоторых клеток », – сказал г-н.
Эспарса, ведущий автор исследования. «Мы разработали метод, позволяющий изолировать нанотела, которые блокируют инфекции, покрывая зубы белком-шипом, который связывается с рецептором ACE2 и разблокирует его."
Для этого исследователи иммунизировали Кормак пять раз в течение 28 дней очищенной версией шипового белка SARS-CoV-2. После тестирования сотен нанотел они обнаружили, что Кормак произвел 13 нанотел, которые могут быть сильными кандидатами.
Первоначальные эксперименты показали, что один кандидат, названный NIH-CoVnb-112, может работать очень хорошо.
Исследования в пробирках показали, что это нанотело связывается с рецептором ACE2 в 2-10 раз сильнее, чем нанотела, произведенные в других лабораториях. Другие эксперименты показали, что нанотело NIH прикрепляется непосредственно к связывающей рецептор ACE2 части белка шипа.
Затем команда показала, что нанотело NIH-CoVnB-112 может быть эффективным для предотвращения коронавирусных инфекций. Чтобы имитировать вирус SARS-CoV-2, исследователи генетически мутировали безвредный «псевдовирус», чтобы он мог использовать спайковый белок для заражения клеток, имеющих человеческие рецепторы ACE2.
Исследователи увидели, что относительно низкие уровни нанотел NIH-CoVnb-112 предотвращают заражение псевдовирусом этих клеток в чашках Петри.
Важно отметить, что исследователи показали, что нанотела были одинаково эффективны в предотвращении инфекций в чашках Петри, когда их распыляли через небулайзер или ингалятор, которые часто используются для лечения пациентов с астмой.
«Одна из замечательных особенностей нанотел заключается в том, что, в отличие от большинства обычных антител, их можно распылять и вдыхать, чтобы покрыть легкие и дыхательные пути», – сказал доктор. Броды.
Команда подала заявку на патент на нанотело NIH-CoVnB-112.
«Хотя у нас впереди еще много работы, эти результаты представляют собой многообещающий первый шаг», – сказал г-н.
Esparza. «При поддержке NIH мы быстро продвигаемся вперед, чтобы проверить, могут ли эти нанотела быть безопасными и эффективными профилактическими средствами лечения COVID-19. Сотрудники также работают над тем, чтобы выяснить, можно ли их использовать для недорогого и точного тестирования."