в-к Лечител
в-к Лечител
 

Аерозол може да предпазва от COVID-19

Брой: 40, 1 октомври 2020 - Само за мъже

Докато светът чака нови ваксини и терапии, които да помогнат да се овладее пандемията от COVID-19, учени от Калифорнийския университет в Сан Франциско измислиха нов начин за спиране разпространението на вируса SARS-CoV-2, който причинява болестта.

Под ръководството на аспиранта Майкъл Шуф екип изследователи създадоха напълно синтетична и готова за производство молекула, блокираща ключовия механизъм, който позволява на вируса да инфектира клетките ни. Експериментите, проведени с живи вируси, показват, че тази молекула е едно от най-мощните антивирусни средства срещу SARS-CoV-2, открити досега.

В аерозолна формула, тествана от учените, която те нарекли AeroNabs, молекулите могат да бъдат прилагани във вид на спрей за нос или инхалатор. Използван веднъж дневно, AeroNabs може да предложи надеждна защита срещу SARS-CoV-2 до излизането на ваксина. Ако клиничните тестове завършат успешно, изследователите се надяват да пуснат препарата като евтино лекарство без рецепта за профилактика и лечение на COVID-19. Те определят AeroNabs като молекулярна форма на лична защитна екипировка, която е далеч по-ефективна от маските и шлемовете.

Вдъхновение от ламите

Макар че е изцяло разработен в лабораторията, AeroNabs е вдъхновен от нанотела - наподобяващи антитела имунни протеини, които се срещат естествено при ламите, камилите и други животни от същото семейство. От откриването им в лаборатория в Белгия в края на 80-те години нанотелата с характерните си свойства не спират да интригуват учените в цял свят.

„Макар че функционират много подобно на антителата в човешката имунна система, нанотелата предлагат редица уникални предимства за ефективни терапии срещу SARS-CoV-2“, обяснява един от изобретателите, асистентът по фармацевтична химия д-р Аашиш Манглик.

Така например нанотелата са в пъти по-малки от човешките антитела, което ги прави по-лесни за манипулиране и модифициране в лабораторията. Техният малък размер и относително простата им структура ги правят и значително по-стабилни от антителата на други бозайници. Плюс това, за разлика от човешките антитела, нанотелата се поддават на лесно и евтино масово производство: учените вкарват гените, съдържащи молекулярните схеми за изграждане на нанотела, в E. coli или дрожди, и трансформират тези микроби във високопроизводителни фабрики за нанотела. Същият метод се използва безопасно от десетилетия за масово производство на инсулин.

Но, както отбелязва Манглик, „нанотелата бяха само стартовата точка за нас. Макар и привлекателни сами по себе си, сметнахме, че можем да ги подобрим чрез протеинно инженерство. Това в крайна сметка доведе до разработването на AeroNabs.“

Ключът към инфекцията

SARS-CoV-2 разчита на така наречените шипови протеини за инфектиране на клетките. Тези шипове осейват повърхността на вируса и му придават подобен на корона вид при наблюдение под електронен микроскоп – оттам идва името „коронавирус“ за семейството на вирусите, чийто член е SARS-CoV-2. Тези шипове обаче са нещо повече от украшение – те са ключът, който позволява на вируса да прониква в клетките ни.

Като сгъваем инструмент, шиповете могат да превключват от затворено, неактивно състояние в отворено, активно такова. Когато някой от около 25-те шипа на вируса се активира, трите му „рецептор-свързващи домейна“, или RBD, се откриват и са готови да се прикрепят към ACE2 – рецептор на повърхността на човешките клетки, покриващи белия дроб и дихателните пътища.

Чрез подобно на ключалка и ключ взаимодействие между ACE2 рецептор и шипов RBD вирусът навлиза в клетката и я преобразува в машина за производство на коронавируси. Изследователите вярвали, че ако могат да намерят нанотела, възпрепятстващи взаимодействието между шиповия протеин и ACE2, това би попречило на вируса да инфектира клетките.

Нанотелата обезвреждат шиповете и предотвратяват заразяването

За да намерят ефективни кандидати, учените анализирали наскоро разработена библиотека от над 2 млрд. синтетични нанотела. След последователни тествания, при които прилагали все по-строги критерии за елиминиране на слабите или неефективни кандидати, накрая авторите разполагали с 21 нанотела, които предотвратявали взаимодействието на модифицирана форма на шиповия протеин с АСЕ2.

По-нататъшните опити, включващи използване на криоелектронна микроскопия за визуализиране, показали, че най-мощните нанотела блокирали взаимодействията между шиповия протеин и АСЕ2, като здраво се закрепяли директно към RBD на шипа. Тези нанотела действат подобно на калъф, покриващ RBD „ключа“ и пречещ на неговото вкарване в АСЕ2 „ключалката“.

Въоръжени с тези открития, на изследователите им оставало да демонстрират, че нанотелата могат да попречат на действителния вирус да инфектира клетките. Вероника Резелдж, вирусолог от Института „Пастьор“ в Париж, тествала трите най-обещаващи нанотела срещу SARS-CoV-2 и открила, че те са изключително мощни и предотвратяват инфекцията даже в извънредно ниски дози.

Най-мощното от тях обаче действа на само като калъф върху RBD, но и като молекулярен капан за мишки, заклещвайки шипа в затвореното му неактивно състояние, което добавя допълнително ниво на защита срещу водещите до инфекция взаимодействия между шиповия протеин и АСЕ2.

От нанотелата до AeroNabs

След това учените променили това нанотяло с двойно действие по няколко различни начина, за да го превърнат в още по-мощно антивирусно средство. Така те успели да увеличат силата на действието му 500 пъти, след което свързали три нанотела заедно в молекулярна верига. Това тройно нанотяло, разработено от учените, гарантира, че ако едното нанотяло се закрепи към един от трите RBD на шиповия протеин, то другите две ще се прикрепят към останалите RBD. Тестовете демонстрирали, че това тройно нанотяло е 200 000 пъти по-мощно от единичното. Комбинирането на описаните две модификации дало като резултат молекула с такава ефективност, че буквално надхвърлила способностите на изследователите да измерят нейната потентност. Това формирало основата на AeroNabs.

Лесен за прилагане като аерозол

При финална серия експерименти учените подложили тройните нанотела на поредица от стресови тестове, излагайки ги на високи температури, превръщайки ги в стабилен на стайна температура прах и произвеждайки от тях аерозол. Всеки от тези процеси е голямо изпитание за повечето протеини, но учените потвърдили, че благодарение на вродената стабилност на нанотелата не се наблюдавало отслабване на антивирусната потентност на аерозолната форма, което означава, че AeroNabs е мощно средство срещу SARS-CoV-2, което би било практично за приложение посредством стабилен на стайна температура инхалатор или спрей за нос.

Скоро екипът се надява да започне клинични изпитвания върху хора. Ако AeroNabs се окаже действително толкова ефективен, колкото създателите му очакват, той може да помогне да се промени ходът на пандемията в цял свят, казват те.

 Превод от английски
Елица ТАНЧЕВА



Брой: 40, 1 октомври 2020
 
 
Продукти
 
ФЕМИГЛАНДИН® GLA+E (FEMIGLANDIN GLA+E)
 
КОМПЛЕКС при РАЗШИРЕНИ ВЕНИ
 
ГлюкоБаланс (GlucoBalance)
 
Lechitel.BG :::
 
pycnogenol
Lechitel.BG :::
 
Taloni-otstupki
 
e-shop
 
baner pesheva
 
Dobipress abonament
 
www.lechitel.bg
 
Избери цвят 
© 2007 Лечител ООД