Ученые разрабатывают «элитные» антитела, способные поражать COVID-19 в очень низких дозах
Японские ученые создали «элитные» антитела, которые поражают различные варианты коронавируса даже в чрезвычайно низких дозах с помощью нового метода, который ускорил многомесячный процесс поиска таких необычных кандидатов на антитела до десяти дней.
Наши тела вырабатывают специфические антитела, препятствующие проникновению патогенных микроорганизмов. Некоторые из этих антител являются нейтрализующими, которые цепляются за спайковый белок вируса, предотвращая захват и перепрограммирование клетки на производство аналогичных вирусов. Так называемые «элитные» антитела, известные как широко нейтрализующие антитела, представляют собой редкие иммунные молекулы, способные выдерживать маскировку, используемую различными вариантами вируса для маскировки его спайкового белка.
«Моноклональные антитела, нейтрализующие вирус SARS-CoV-2, пока являются наиболее многообещающим терапевтическим вмешательством, – говорит Томохару Ясуда, руководитель исследования, профессор Хиросимского университета. – Мутирующие вирусы, устойчивые к современным вакцинам, представляют собой потенциальный и реальный риск в ближайшем будущем. Чтобы подготовиться к борьбе с такими вирусами и спасти людей от этих инфекционных заболеваний, нам нужно поторопиться в разработке эффективных лекарств против широкого спектра мутирующих штаммов SARS-CoV-2».
Но эти спасительные молекулы очень трудно обнаружить. Исследователям приходится отбирать от сотен до сотен миллионов В-клеток из образцов крови пациентов, чтобы найти наиболее эффективные, которые можно улучшить и вырастить в лабораторных условиях в качестве терапевтических моноклональных антител.
Выяснив типичные характеристики пациентов, которые могут нести «элитные» антитела, и оптимизировав процесс обнаружения, Ясуда и его коллеги значительно сократили количество клеток, необходимых для скрининга, и ускорили идентификацию претендентов на антитела.
Восемнадцать выздоровевших пациентов были зачислены в качестве доноров крови для исследования с апреля 2020 года по январь 2021-го. Пациенты в возрасте от 23 до 93 лет перенесли COVID-19 разной степени тяжести. Образцы крови были взяты через две недели после того, как пациенты дали положительный результат на вызывающий ковид вирус SARS-CoV-2 на основе теории реакции зародышевого центра на нейтрализацию выработки антител.
«Получение образцов крови от пациентов с тяжелой формой коронавируса в течение четырех недель, а в идеале – около восьми, после первичной инфекции позволяет успешно получить эффективные элитные антитела», - пояснил Ясуда.
Проанализировав образцы пациентов, специалисты обнаружили, что, хотя все они содержали нейтрализующие антитела, около 40% из них обладали слабой или отсутствующей активностью для борьбы с SARS-CoV-2.
Результаты также показали, что 80% участников с тяжелой формой COVID-19 вырабатывали высокий уровень «элитных» антител, в то время как такой же уровень был только у 20-30% участников с легкими случаями ковида.
Новый метод успешно получил пять «элитных» кандидатов в антитела из 51 клетки от двух пациентов-доноров. Исследователи создали модифицированные версии этих антител и обнаружили, что четыре из них работают против более опасных штаммов SARS-CoV-2 даже в малых дозах.
Все четыре антитела подавляли Альфа- и Дельта-штаммы, являющиеся более заразными, чем исходный штамм нового коронавируса. Два из них также нейтрализовали Бета-штамм, который, как известно, снижает эффективность некоторых вакцин.
Антитела показали эффективность IC50 при 3-20 нг/мл. Широко используемый показатель эффективности лекарств IC50 определяет, сколько препарата необходимо, чтобы остановить биологический процесс наполовину. Исследователи заявили, что методы лечения антителами, которые в настоящее время проходят клинические испытания во всем мире, достигли эффективности IC50 на уровне 15-95 нг/мл.
По их словам, эта технология является первой в Японии для получения «элитных» антител, которые связываются с несколькими угрожающими штаммами SARS-CoV-2.
«Наш подход может быть полезен для разработки препаратов на основе антител даже при других будущих пандемиях, а не только при мутирующих вариантах SARS-CoV-2», – отметил Ясуда.
Новая методика и четыре «элитных» антитела, которые они разработали, теперь ожидают патентного одобрения. Следующим шагом исследовательской группы является разработка технологии, которая в темпах пандемии ускорит производство препаратов для лечения моноклональными антителами, эффективными против будущих штаммов SARS-CoV-2. Весь производственный процесс обычно занимает от одного до трех лет – от поиска жизнеспособных кандидатов до массового производства для медицинского применения.